ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

 

Электротехника и электроника

предмет

Последовательное соединение элементов. Резонанс напряжений

тема

 

Преподаватель _______________ _______________________

подпись, дата инициалы, фамилия

Студент __________________________ _______________ _______________________

номер группы, зачётной книжки подпись, дата инициалы, фамилия

 

Красноярск 2014

Цель работы:Исследовать цепь переменного тока при последовательном соединении приемников с различным характером сопротивлений, исследовать явление резонанса напряжений.

Порядок выполнения работы:

1. Последовательное соединение резистора и конденсатора.

Задание

Для цепи с последовательным соединением резистора и конденсатора измерьте ток и напряжение на входе схемы, вычислите действующие значения падений напряжения на резисторе U_R и конденсаторе U_С, угол сдвига фаз φ, полное сопротивление цепи Z, емкостное сопротивление X_С, активную P, реактивную емкостную Q_C и полную S мощности.

Порядок выполнения эксперимента.

Соберите цепь согласно схеме ( рис.1 ), присоединив регулируемый источник синусоидального напряжения и установив его параметры U = 5В, f = 1кГц.

Активное сопротивление R установите 100 Ом, а емкость конденсатора С = 1мкФ.

 

Рис.1

Измерьте мультиметрами силу тока в цепи и напряжение на входе схемы.

Результаты измерений внесите в табл.1 и проведите необходимые вычисления.

Выберите масштабы и постройте векторную диаграмму напряжений, треугольник сопротивлений и мощностей.

Таблица 1

 

Измерено	Вычислено
U, В	I, А	Z, Ом	Xс, Ом	UR, В	Uс, В	P, Вт	Qc ВАр	S, ВА
	0,026		159,24	2,6	4,14	0,068	0,108	0,13

Расчётные формулы:

Графики представлены в Приложении 1.

 

2. Последовательное соединение резистора и катушки индуктивности.

Задание

Для цепи с последовательным соединением резистора и катушки индуктивности измерьте действующие значения напряжения на входе схемы U, на резисторе U_R, на катушке U_L и ток I . Вычислите фазовый угол φ , полное сопротивление Z , индуктивное сопротивление X_L и активное сопротивление R.

Порядок выполнения эксперимента

Соберите цепь согласно схеме (рис 2), присоединив регулируемый источник синусоидального напряжения и установив его параметры U = 5 В, f = 200 Гц.

Активное сопротивление R установите 100 Ом, а в качестве катушки индуктивности с малым активным сопротивлением используйте катушку трансформатора 300 витков, вставив между подковами разъемного сердечника полоску бумаги а один слой (немагнитный зазор).

 

 

Рис.2

Измерьте мультиметрами силу тока в цепи и падения напряжения на резисторе и катушке.

Результаты измерений внесите в табл 2. и проведите необходимые вычисления.

Выберите масштабы и постройте векторную диаграмму напряжений и треугольник сопротивлений.

 

Таблица 2

Измерено	Вычислено
U, В	I, А	UL, В	UR , В	Z, Ом	φ , град.	XL , Ом	S, ВА
	0,04						0,2

 

Расчётные формулы:

Графики представлены в Приложении 1.

3.Последовательное соединение резистора, конденсатора и катушки индуктивности. Резонанс напряжений.

Задание.

Для цепи с последовательным соединением конденсатора и катушки индуктивности измерьте действующие значения тока I и напряжения U при f = f_o, f < f_o и f > f_o. Вычислите для каждого режима реактивную индуктивную Q_L, реактивную емкостную Qc и полную реактивную мощность Q.

Порядок выполнения эксперимента.

Соберите цепь согласно схеме (рис.3), присоединив регулируемый источник синусоидального напряжения и установив его параметры U = 2 B, f = 500 Гц.

Емкость конденсатора установите 1 мкФ, а в качестве катушки индуктивности используйте катушку трансформатора 300 витков, вставив между подковами разъемного сердечника полоску бумаги в один слой. Активное сопротивление R установите 100 Ом.

 

 

Рис.3

Изменяя частоту приложенного напряжения, добейтесь резонанса по максимальному значению тока, поддерживая неизменным напряжение на входе цепи. Запишите резонансную частоту.

Произведите измерение тока и напряжений в трех режимах:

· при резонансе f = f_o

· до резонанса f = 0,75 f_o

· после резонанса f = 1,25 f_o

Результаты измерений внесите в табл.3 и проведите вычисление индуктивной, емкостной и полной реактивной мощностей.

 

 

Таблица 3

Измерено	Вычислено
f, Гц	I, А	U, В	UR , В	UL , В	Uc, В	QL, ВАр	Qc, ВАр	Q, ВАр
	0,017		1,7	3,4	3,4	0,058	0,058
	0,0121		1,21	1,8	3,2	0,022	0,039	-0,017
	0,0123		1,23	3,1	1,9	0,038	0,023	0,015

 

Постройте в масштабе векторные диаграммы для каждого из трех рассмотренных режимов.

 

Расчётные формулы:

1. Первый режим – при резонансе.

2. Второй режим – до резонанса; третий – после резонанса.

 

Графики представлены в Приложении 1.

Вывод: в ходе выполнения лабораторной работы была экспериментально исследована цепь переменного тока при последовательном соединении приёмников с различным характером сопротивлений, а также изучено явление резонанса напряжений.