Порядок выполнения экспериментальной части

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЕЙ

СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА

 

Цель работы – изучение расчетных и экспериментальных методов определения параметров элементов цепи и исследование резонансных режимов.

 

Программа работы

 

1. Выполнить индивидуальную расчетную часть.

2. Исследовать цепь при последовательном соединении катушки индуктивности и резистора.

3. Исследовать цепь при последовательном соединении катушки индуктивности и конденсатора

4. Исследовать цепь при параллельном соединении катушки индуктивности и конденсатора.

 

Описание лабораторной установки.

 

В работе исследуются неразветвленная и разветвленная цепи синусоидального тока. Источником синусоидальной ЭДС служит сеть частотой 50 Гц, подключенная к исследуемой цепи через лабораторный автотрансформатор Т. Для измерения величин I, U и P исследуемой цепи используются комплект измерительных приборов К-505 (рис.1) и цифровой вольтметр, для снятия частотных характеристик генератор синусоидального напряжения.

 

Рисунок – 1.

Порядок выполнения индивидуальной расчетной части

 

Исходные данные, необходимые для выполнения расчетной части, берутся из таблицы данных. Величины с одной звездочкой даны для студентов первой группы потока, с двумя звездочками – для второй.

 

№ стенда	U1*, В	U2*, В	U1**, В	U2**, В	I, A	R k, Ом	Lk, Гн	С1, мкФ	С2, мкФ	Катушка №
					1,1	43.4	0,495			12/2 (1)
					1,3		0,340
					0,8		0,467
					1,0		0,198
					1,6		0,334
					1,2		0,420
					0,9		0,460
					0,6	50.3	0,634			11/2 (1)

 

1. Используя данные U=U₁, I, R_k, L_k, рассчитать в цепи (рис.2) величины P, U_R, R, U_k, j. Построить соответствующую векторную диаграмму. Результаты занести в таблицу 1.

Таблица 1

Величина	P	UR	Uk	j	R
Расчет
Эксперимент

 

Рисунок – 2.

Данный пункт выполняется каждым студентом бригады.

2. Для цепи (рис.3) рассчитать величину резонансной емкости С. (выполняет каждый студент). Используя данные U=U₂, R_k, L_k, рассчитать величины U_k, U_C, P, j, если С=С₀ (для первого студента бригады). Если С=С₁ (для второго студента бригады). Если С=С₂ (для третьего студента бригады). Построить соответствующие векторные диаграммы. Результаты занести в таблицу 2.

Таблица 2

Величина	I	Uk	UC	P	j
С0	Расчет
Эксперимент
С1	Расчет
Эксперимент
С2	Расчет
Эксперимент

 

Рисунок – 3.

 

3. Для цепи (рис.4) рассчитать величину резонансной емкости С₀ (выполняет каждый студент). Используя данные U=U₂, R_k, L_k, рассчитать величины I, I_C, I_k, P, j, если С=С₀ (для первого студента бригады). Если С=С₁ (для второго студента бригады). Если С=С₂ (для третьего студента бригады). Построить соответствующие векторные диаграммы. Результаты занести в таблицу 3.

4. Перед лабораторным занятием студенты обмениваются результатами расчетов и вносят их в таблицы.

Таблица 3

Величина	I	Ik	IC	P	j
С0	Расчет
Эксперимент
С1	Расчет
Эксперимент
С2	Расчет
Эксперимент

 

Рисунок – 4.

 

 

Порядок выполнения экспериментальной части

 

Экспериментальная часть работы выполняется полностью каждым студентом.

1. собрать схему (рис.1), включив в качестве исследуемой цепи последовательное соединение катушки и резистора (рис.2).

Установить по таблице данных напряжение U=U₁ с помощью лабораторного автотрансформатора и ток I с помощью резистора R.

Измерить величины P, U_R, U_k, рассчитать по ним R, R_k, L_k, и j. Занести полученные результаты в таблицу 1, сравнить с заданными и расчетными.

2. Включить в качестве исследуемой цепи последовательное соединение катушки и конденсаторов (рис.3). Установить по таблице данных напряжение U=U₂. Измерить величины I, P, U_C, U_k при С=С₀, С=С₁, С=С₂. Используя результаты измерений, рассчитать соответствующие фазовые сдвиги j между U и I. Занести полученные результаты в таблицу 2 и сравнить с расчетными.

3. Включить в качестве исследуемой цепи параллельное соединение катушки и конденсатора (рис.4).

 

Установить напряжение U=U₂. Измерить величины I, I_C, I_k, P при С=С₀, С=С₁, С=С₂. Для измерения I_C и I_k включить последовательно с катушкой и конденсатором амперметры. Используя результаты измерений, рассчитать соответствующие фазовые сдвиги j между U и I.

Занести полученные результаты в таблицу 3 и сравнить с расчетными.

4. По результатам экспериментов построить все векторные диаграммы.

 

Рисунок – 5.

5. Подключить цепь (рис.3) к генератору синусоидального напряжения (рис.5), снять частотные характеристик U_k(f) и U_C(f) в области резонанса напряжений. Величина U поддерживается постоянной. Значение С задается преподавателем. Построить полученные зависимости U_k(f) и U_­C(f), определить резонансную добротность цепи.

6. Сделать выводы по результатам экспериментов.