1.
 |
Собрать схему согласно рис. 22.
2. Изменяя частоту входного напряжения в диапазоне от 800 Гц до 2000 Гц, зафиксировать явление резонанса по значению угла j, близкого к 0 (микроградус). На частоте резонанса произвести измерение параметров, указанных в табл. 11 и записать показания в 5-ый столбец.
Таблица 11
| № | ||||||||||
| f, Гц | ||||||||||
| Измерить | ||||||||||
| U, B | ||||||||||
| I1, мA | ||||||||||
| I3, м A | ||||||||||
| I4, мA | ||||||||||
| P, мВт | ||||||||||
| j, градус | ||||||||||
| Z, Ом | ||||||||||
| ZL, Ом | ||||||||||
| ZC, Ом | ||||||||||
| Рассчитать | ||||||||||
| cos j | ||||||||||
| Iа, мA | ||||||||||
| IP, мA | ||||||||||
| Q, вар |
3. Произвести необходимые вычисления и записать в табл. 11.
4. Построить в Excel графики зависимостей Z = f (w), I = f (w), j = f (w), cos j = f (w), IA = f (w), IP = f (w). Показать преподавателю.
5. Отключить конденсатор, наблюдая увеличение общего тока. Определить резонансную частоту f 0.
Расчётные формулы:
; 
; 
.
; 
; 
; 
; 
; 
(мкФ); 
; f 0 = 
.
Контрольные вопросы
1. Определите понятие «резонанс токов».
2. Чему равен угол j при резонансе токов?
3. Как определить резонансную частоту через параметры цепи?
4. Как меняется угол j при изменении частоты?
5. Как меняется общий ток при изменении частоты?
6. Как используется явление резонанса токов в сетях электроснабжения промышленных предприятий?
7. Как меняется общий ток при отключении конденсатора?
Работа № 6. Трёхфазные цепи при соединении «звезда»
Цель работы – исследование трёхфазных цепей, соединенных звездой, при равномерной и неравномерной нагрузке фаз.
Программа работы
1. Исследование трёхфазного приемника, соединенного «звездой», при симметричной нагрузке без нулевого провода.
2. То же, при несимметричной нагрузке без нулевого провода.
3. То же, при симметричной и несимметричной нагрузке с нулевым проводом.
Общие положения
Трёхфазные цепи есть совокупность однофазных цепей, в которых действуют синусоидальные токи и напряжения одной частоты, отличающиеся по фазе.
В трёхфазных системах токи (напряжения) фаз сдвинуты на одну треть периода, т.е. на 120 градусов (рис.23):
, 
,
, 
,
, 
.
Нагрузка фаз трёхфазной системы может быть симметричной, еслиZA = ZB = ZC, т.е. модули сопротивлений фаз А, В, С и углы между векторами напряжений и токов этих фаз одинаковы. На рис.24 приведено соединение фаз «звезда» при симметричной нагрузке.
|
|
| |||
 |
Здесь:
- фазные напряжения, это напряжения между началом и концом соответствующей фазы;
- фазные токи - токи в фазах приемника;
- линейные напряжения;
- линейные токи - токи в линиях.
Для схемы «звезда» очевидно равенство фазных и линейных токов: 
; 
; 
.
Линейные напряжения равны разности фазных:
; 
; 
.
Независимо от характера нагрузки:
; 
.
Из векторной диаграммы (рис.25) при симметричной нагрузке следует:
|
; 
; 
.
При неравномерной нагрузке ZA ¹ ZB ¹ ZC (рис.26):
; 
; 
;
.
При симметричной нагрузке:
U001 = 0, так как 
и 
.
При несимметричной нагрузке напряжения фаз приемника неодинаковы по величине и по фазе (рис.27).
; 
; 
.
Осветительные приборы будут работать одни - с недокалом, другие с перекалом, т.е. будут быстро выходить из строя. Схема «звезда» не обеспечивает независимой работы отдельных приемников и применяется только при равномерной нагрузке.
Для обеспечения симметричной системы напряжений во всех фазах и независимой работы отдельных приемников используется схема «звезда с нулевым проводом », т.е. четырёхпроводная система, рис.28.
Здесь узлы 001 соединены нулевым проводом, напряжение между ними равно 0.
Тогда справедливы следующие соотношения при несимметричной нагрузке:
; 
; 
.