Руководство к лабораторным работам по теоретическим основам электротехники в программной среде Electronics Workbench. Часть 1. Пустынников С.В - 16 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

31
6. Сравнить значения входного напряжения U
1
и угла сдвига фаз
напряжения и тока ϕ
1
, полученные из опыта и из векторных
диаграмм для каждого случая.
7. Сделать выводы по работе.
РАБОТА 6
ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЗОНАНСА НАПРЯЖЕНИЙ
Цель работы. Изучение и экспериментальное исследование
резонанса в цепи с последовательным соединением катушки
индуктивности и конденсатора.
Пояснения к работе
Резонансом называют такой режим работы пассивной цепи, при
котором входной ток совпадает по фазе с входным напряжением,
несмотря на наличие в цепи реактивных элементов.
Если цепь представляет собой последовательное соединение
двухполюсников, содержащих реактивные элементы разного
характера, то возникновение резонанса объясняется взаимной
компенсацией реактивных составляющих напряжений на этих
двухполюсниках. В этом случае говорят о резонансе напряжений.
Простейший вариант такого резонанса получается при
последовательном соединении катушки индуктивности с параметрами
R, L и конденсатора с емкостью С (рис.6.1).
При питании этой цепи от источника синусоидального
напряжения
2
U
u
=
sin(ωt), в ней протекает ток
2
I
i
=
sin (ωt –ϕ),
где
.arctg,
1
,
,,,
22
R
X
XLX
XXXXRz
z
U
I
CL
CL
=ϕ
ω
=ω=
−=+==
Отсюда ясно, что ток совпадает по фазе с напряжением (ϕ = 0)
при условии Х = 0, т.е. в данном случае при X
L
= X
C
или ω
2
LС = 1.
Таким образом, резонанса можно добиться, изменяя либо частоту, либо
индуктивность, либо емкость. В частности, если заданы ω и L, то
резонанс получится при емкости
L
C
РЕЗ
2
1
ω
=
. В этом случае будут
32
равны напряжения на индуктивности
IXU
LL
=
и емкости
IXU
CC
=
.
Они могут превысить напряжение на входе цепи U (равное падению
напряжения на активном сопротивлении
RIU
R
=
), если
характеристическое сопротивление контура
C
L
=ρ
окажется больше
его активного сопротивления R (иными словами, добротность контура
1>
ρ
=
R
Q
).
Схема электрической цепи
Схема, показанная на рис. 6.2, питается от источника
синусоидального напряжения с действующим значением 100 В и
частотой 50 Гц.
Катушка индуктивности представлена блоком ind1 ÷
÷÷
÷ ind10,
который нужно выбрать из поля подсхем Favorites по указанию
преподавателя. Роль фазометра в схеме исполняет прибор Bode-
Plotter, пределы измерения которого от –90° до +90° уже установлены.
Каждому измерению угла сдвига фаз напряжения и тока на входе
схемы должно предшествовать отключение O и включение I кнопки
«Пуск» в верхнем правом углу экрана (перезапуск моделирования
данного режима).
При замкнутом ключе, который управляется клавишей 1, по
показаниям приборов можно вычислить параметры катушки. А при
разомкнутом – оценить влияние емкости конденсатора на значения
тока и угла сдвига фаз тока и напряжения на входе схемы.
Подготовка к работе
Проработав теоретический материал, ответить на вопросы.

Страницы