Протокол измерений к лабораторной работе № 7

«Резонансные характеристики цепи
с последовательно соединенными элементами R, L, C»

Схема исследуемой электрической цепи представлена на рис. 1П.

Рис. 1П

Напряжение U = В, частота Гц.

Параметры элементов: Ом; L = мГн; мкФ.

Результаты измерений представлены в табл. 1П.

Таблица 1П

С, мкФ	, мA	Uк, B	UC, B	j, град	Р, Вт	Примечания
3,3						Величина резонансной емкости мкФ
4,7
6,8

Предварительные расчеты выполнены при .

Uк0 =

UC0 =

Р =

Работу выполнили: ____________________________________

Работу проверил: _____________________________________

Содержание отчета

1. Нарисовать схему замещения исследуемой электрической цепи, указать величины параметров R_к, L, C и частоты f.

2. По данным табл. 1П протокола рассчитать резонансные характеристики: ; ; и . Результаты расчета записать в таблице.

3. По данным п. 2 построить зависимости , , Зависимости рекомендуется строить на одном рисунке. По графикам определить добротность контура. Сравнить ее со значением, рассчитанным по параметрам цепи.

4. По данным п. 2 построить зависимости , и . Зависимости рекомендуется строить на одном рисунке. На этом же рисунке показать график зависимости от емкости сдвига по фазе между напряжением и током.

5. Построить в масштабах векторные диаграммы тока и напряжений при резонансной емкости и емкостях 10 мкФ и 47 мкФ.

Отчет по лабораторной работе № 7

«Резонансные характеристики цепи
с последовательно соединенными элементами R, L, C»

Схема электрическая цепи представлена на рис. 1.

Рис. 1

Из протокола измерений:

напряжение U = В;

частота Гц;

индуктивность L = мГн;

активное сопротивление катушки Ом;

емкость мкФ.

Экспериментальные данные из протокола измерений представлены в табл. 1.

Таблица 1

С, мкФ	, мA	Uк, B	UC, B	j, град	Р, Вт	UR, B	UL, B	Q, ВА	S, ВА
3,3
4,7
6,8

Расчет резонансных характеристик

Напряжения на активном и реактивном сопротивлении катушки соответственно равны: и . Реактивная и полная мощности определяются, как и . Результаты расчета этих зависимостей внесены в табл. 1.

По данным табл. 1 на рис. 1 построены экспериментальные , и расчетные , резонансные характеристики.

Рис. 1

Из графиков рис. 1 добротность = .

Добротность, рассчитанная через параметры цепи: = .

На рис. 2 построены зависимости , , , .

Рис. 2

Построение векторных диаграмм

По данным табл. 1 на рис. 3 для емкостей С₁ = 10 мкФ, С₀ = мкФ и С₃ = 47 мкФ построены векторные диаграммы тока и напряжения цепи в масштабах: В см, = мА см.

С1 = 10 мкФ	С0 = мкФ	С3 = 47 мкФ

Рис. 3

Работу выполнил: ____________________________________

Работу принял: ______________________________________

Лабораторная работа № 8
Исследование режима резонанса при параллельном
соединении катушки индуктивности и конденсатора

Целью работы является исследование резонансных явлений и частотных характеристик электрической цепи, содержащей элементы R, L, C.

Общие сведения

В лабораторной работе исследуются резонансные явления в цепи со схемой замещения рис. 8.1. Резонанс достигается изменением частоты синусоидального напряжения .

Комплексная проводимость цепи

.

На частоте резонанса эквивалентная реактивная проводимость цепи В0 = 0. Получаем: или , где – волновое сопротивление контура. Тогда резонансная частота или . При резонансе комплексная проводимость

Рис. 8.1

. Реактивное сопротивление , тогда . Ток при резонансе .

Реактивные проводимости катушки и конденсатора равны. Реактивные составляющие токов в ветвях катушки и конденсатора: .

При выполнении условия реактивные токи могут существенно превышать ток и в цепи возникает резонанс токов.

Добротность контура .

Зависимости проводимостей , , , ,

, ,

; угла сдвига фаз называются частотными характеристиками цепи.

Зависимости от частоты действующих значений токов , , их активных и реактивных составляющих называют резонансными характеристиками.

Содержание и порядок выполнения работы

В лабораторной работе используют: источник синусоидального напряжения из модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР; измерительные приборы из блоков ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗЫ и МОДУЛЬ МУЛЬТИМЕТРОВ.

Частоту f₀ и параметры пассивных элементов задает преподаватель. Рекомендуемые значения представлены в табл. 8.1.

Таблица 8.1

· Собрать электрическую цепь по схеме, приведенной на рис. 1П. ТумблерSA2 модуля ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗЫ установить в положение I2.

· Проверить собранную электрическую цепь в присутствии преподавателя.

· Заданные преподавателем величины пассивных элементов установить в блоке МОДУЛЬ РЕАКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ и записать в протокол измерений.

· Выполнить предварительные расчеты, указанные в протоколе измерений.

· Включить автоматический выключатель QF блока модуль питания и тумблер Сеть модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР. Переключатель Форма установить в положение . Регулятором Амплитуда установить величину действующего значения напряжения U = 5–7 В. Убедиться, что на частотах 0,2 f₀ и 2 f₀ токовая защита модуля не срабатывает. Действующее значение напряжения U поддерживать постоянным во всех опытах.

· Экспериментально определить частоту f₀ ( ₀ = 0).

· Выполнить измерения для указанных в табл. 1П протокола относительных частот ( f₀ – частота резонанса в эксперименте). Для измерения действующих значений токов и использовать мультиметры в режиме измерения переменного тока ( 7,5 Ом).

· Протокол измерений утвердить у преподавателя.

· Выключить тумблер Сеть модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОРи автоматический выключатель QF блока модуль питания.