 |
|
|
Архитектура Астрономия Аудит Биология Ботаника Бухгалтерский учёт Войное дело Генетика География Геология Дизайн Искусство История Кино Кулинария Культура Литература Математика Медицина Металлургия Мифология Музыка Психология Религия Спорт Строительство Техника Транспорт Туризм Усадьба Физика Фотография Химия Экология Электричество Электроника Энергетика |
Порядок выполнения работы. Кафедра: «Электромеханические комплексы и системы»
Кафедра: «Электромеханические комплексы и системы»
Лабораторная работа №1 " Исследование однофазных цепей переменного тока. Параллельное соединение резистора, катушки индуктивности и конденсатора. Резонанс токов "
Выполнил: Некрасова Н.В.
13-ТЭБ-307
Проверил:
г. Санкт-Петербург 2014 г.
Цель работы – изучение основных соотношений в разветвленной цепи переменного тока, а также исследование резонанса токов
КРАТКАЯ ТЕОРИЯ
Рис. 1 На рис. 1 изображена разветвленная цепь переменного тока, состоящая из трёх параллельно включенных приемников: резистора (лампового или проволочного реостата) с сопротивлением При параллельном соединении приемники электрической энергии удобнее характеризовать проводимостями, тогда от цепи, изображенной на рис. 1, можно перейти к эквивалентной ей цепи, представленной на рис. 2.
Рис. 2 Здесь Воспользуемся известными формулами перехода от сопротивлений (
Активная проводимость резистора
Активная проводимость катушки индуктивности
Индуктивная проводимость катушки
Емкостная проводимость конденсатора
Резонанс токов, может быть достигнут изменением одного из параметров цепи: индуктивности Взаимный обмен между реактивной энергией и катушкой индуктивности и конденсатором используется на практике, в частности для повышения коэффициента мощности на входных зажимах приемников электрической энергии.
Программа работы 1. Исследовать работу схемы, включая поочередно резистор, катушку и конденсатор. 2. Исследовать работу параллельно включенных резистора, катушки и конденсатора при переменной емкости до резонанса токов, при резонансе и после резонанса. 3. Рассчитать величину емкости, необходимую для повышения коэффициента мощности приемника, состоящего из параллельно включённых резистора и катушки индуктивности, до наибольшего значения Порядок выполнения работы 1. Собирается схема (рис. 3). Автотрансформатором AT устанавливается напряжение в пределах 90 ... 120 В, которое поддерживается постоянным при всех измерениях.
Рис. 3
2. Для выполнения первой части работы поочередно включаются резистор, катушка и конденсатор. В каждом случае показания приборов записываются в таблицу наблюдений. 3. Вторая часть работы выполняется при одновременном включении всех трех приемников. Исследование ведется следующим образом. Изменяя емкость батареи конденсаторов, цепь настраивают по фазометру ( Таблица 1
Таблица 2
полная мощность всей цепи
активная мощность всей цепи
реактивная мощность всей цепи
емкостная мощность конденсатора
индуктивная мощность катушки
Контрольные вопросы
1. Как складываются действующие значения токов, проводимости и мощности в цепи переменного тока? действующие токи, проводимости и мощности складываются геометрически :
2. При каких условиях возникает явление резонанс токов и какими свойствами оно характеризуется? Равенство реактивных проводимостей ( В лабораторной работе изменение режима цепи и получение резонанса токов проводится ступенчатым изменением емкости при 1) 2) 3) при неизменном напряжении на зажимах цепи имеет место минимум тока в в неразветвленной части цепи. Действительно, ток 4) при расчете резонансных контуров следует учитывать, что если
3. В чем заключается практическое использование резонанса токов? Физическая сущность резонанса токов делается ясной при рассмотрении энергетической стороны процесса. При резонансе энергия, запасенная в магнитном поле катушки, равна энергии, запасенной в электрическом поле конденсатора. При этом колебания энергии катушки и конденсатора противоположны по фазе, т.е. между катушкой и конденсатором происходит обмен энергиями. Обмена энергий между генератором, с одной стороны, и катушкой и конденсатором, с другой, – нет, и генератор передает энергию лишь в активное сопротивление. Таким образом, физическая сущность резонанса токов аналогична резонансу напряжений. Взаимный обмен реактивной энергии между катушкой индуктивности и конденсатором используется на практике, в частности для повышения коэффициента мощности на входных зажимах приемников электрической энергии.
4. Почему коэффициент мощности обычно не доводят до единицы? Обычно коэффициент мощности приемников повышают до значения
Поиск по сайту: |
, катушки индуктивности с индуктивным сопротивлением 
и активным сопротивлением 
, и конденсатора с емкостным сопротивлением 
.
– активная проводимость резистора; 
и 
– соответственно индуктивная и активная проводимости катушки; 
– емкостная проводимость конденсатора.
, 
, 
) последовательной схемы к проводимостям ( 
, 
, 
) эквивалентной параллельной схемы:
; 
; 
.
.
.
.
.
или емкости 
, а также изменением частоты питающей сети 
.
1 и сравнить с данными опыта (строка 6 в табл. 3)*.
) в резонансное состояние. Некоторая доводка до резонансного состояния возможна изменением положения сердечника в катушке. После этого сердечник заклинивают, чтобы 
. Далее, изменяя емкость от 0 до максимально возможного значения, снимают показания приборов двух опытов до резонанса токов и двух – после резонанса. Результаты опытов заносят в табл. 2.
;
;
;
.
.
), тогда 
. Полный ток в этом случае совпадает по фазе с напряжением ( 
и 
равны между собой и противоположны по фазе. Очевидно, что резонанс токов, может быть достигнут изменением одного из параметров цепи: индуктивности 
и 
. Явление резонанса токов характеризуется следующими свойствами:
. Если катушка и конденсатор идеальные, то ток в цепи конденсатора будет равен току в цепи катушки. Практически же в момент резонанса ток в катушке 
всегда больше, чем ток конденсатора 
. Полная мощность всей цепи равна активной ( 
). Следовательно, в режиме резонанса токов цепь ведет себя как активная. Причем до резонанса цепь носит активно-индуктивный характер, а после резонанса – активно-емкостной;
, при 
;
, то токи