Опис лабораторної установки

6.4 Опис лабораторної установки

Лабораторна робота проводиться на універсальному лабораторному стенді, до складу якого входять:

- джерело змінної напруги з регульованою частотою;

- набір постійних індуктивностей;

- блок змінної ємності, а також набір окремих конденсаторів;

- цифрові вимірювальні прилади, якими можна вимірювати напругу, струм і опір.

Напругу джерела живлення можна змінювати ручкою «Напряжение», а її частоту - ручками «Частота» дискретно і плавно.

Дослідження послідовного кола здійснюється за схемою, наведеною на рис.6.7. При цьому вимірювання частоти проводять окремим приладом 4372, а все інше використовується із лабораторного стенда.

Рис.6.7.

6.5 Порядок виконання роботи

1.  Для проведення всіх досліджень збирають схему, наведену на рис. 6.7, з величинами R, L і С, вказаними викладачем. Після закорочують провідниками клеми U_К і U_C, виставляють задані викладачем напругу живлення U і частоту f і приступають до вимірювання U, U_R і I. Дані заносять в табл. 1.

2.  Знявши перемичку з клем U_C, замикають клеми U_R і, не змніюючи U і f, вимірюють U, U_C і I. Дані заносять в табл. 1.

3.  Зняти перемичку з клем U_K, поставити перемичку на клеми U_C і знову, не змінюючи U і f, вимірюють U, U_K і I. Дані заносять в табл. 1.

4.  Знімають всі перемички і при тих же значеннях U і f вимірюють U , I і цифровим тестером – U_R, U_K, і U_C. Дані вимірювань заносять в табл. 1.

Таблиця 1

Дослід- жуване коло

Вимірювання

Обчислення

U, B

I, mA

Ur1, В

Uк, В

Uc, В

Z, Ом

rк, Ом

xL, Ом

xC, Ом

r, Ом

UL, В

P, Вт

Q, ВАр

S, ВА

cosj

r1

C

L

r, C, L

За даними вимірювань виконують розрахунки величин, вказаних в табл. 1, за такими формулами

- повний опір кола

;

- повний опір котушки індуктивності

;

- активний опір кола

, ;

- індуктивний опір котушки

;

- ємнісний опір

;

- реактивний опір кола

;

- індуктивна складова напруги

;

- активна потужність

;

- реактивна потужність

;

- повна потужність

;

-  коефіцієнт потужності кола

-  .

На підставі експериментальних і розрахункових даних будують в одному масштабі векторні діаграми.

5. Змінюючи частоту вхідної напруги при її незмінній величині і спостерігаючи за величиною струму, добитися явища резонансу напруг, якому буде відповідати максимальне значення струму. Запишіть значення цього струму і резонансну частоту, а також напруги на активному опорі, котушці і ємності. Далі повторіть виміри на трьох частотах менших і трьох частотах більших від резонансної. Результати вимірювань занесіть в табл. 2 і виконайте необхідні розрахунки. За експериментальними та розрахунковими даними в одній системі координат побудуйте графіки U, I, U_L, U_C, x_L, x_C і cosj=f().

Таблиця 2

№№ з/п

Умова досліду

Вимірювання

Обчислення

U

f

I

UК

UC

L

C

z

r

xL

xC

x

UL

P

Q

S

cos φ

1.

U, С, L = const f = var

2.

3.

4.

5.

6.

7.

1.

U, f, L = const С = var

2.

3.

4.

5.

6.

7.

6. Не змінюючи величину вхідної напруги, встановіть частоту, наприклад, 1000 Гц. Замініть конденсатор на блок ємностей. Зміною ємності блока потрібно добитися резонансу напруг в колі. При цьому необхідно контролювати, щоб напруга і частота не змінювались. Якщо вони змінюються, то необхідно їх скорегувати і знову добитись резонансу. Запишіть величини ємності, струму, а також напруг на елементах кола. Дані досліду занесіть в табл. 2. Дослід треба повторити для одного значення ємності меншої і одного значення ємності більшої від ємності при резонансі. Виконайте необхідні розрахунки. За експериментальними і розрахунковими даними побудуйте три векторні діаграми: до резонансу, при резонансі і після резонансу.

Звіт про роботу оформити згідно зразка, який знаходиться на інформаційному стенді кафедри.

6.6 Контрольні запитання

1. Як визначити індуктивний і ємнісний опори?

2. Чому дорівнює реактивний опір кола при послідовному включенні R, L і C елементів?

3. Що таке повний опір послідовного кола і як його визначають?

4. Як формулюється і записується закон Ома для послідовного кола?

5. Яка умова резонансу у послідовному колі і які особливості цього резонансу?

6.Якими методами можна забезпечити резонанс у послідовному колі?

7. Нарисуйте графіки залежності струму та напруг на окремих елементах послідовного з’єднання  в функції від частоти.

8. Який вид мають векторні діаграми струму та напруг послідовного кола?

9. Чому резонанс у послідовному колі називають резонансом напруг?

10. Яке практичне значення має резонансний режим у послідовному колі?