37740

Исследование резонанса напряжений

Лабораторная работа

Энергетика

Цель работы Изучить явление резонанса напряжения в электрической цепи содержащей последовательно соединённую индуктивную катушку и конденсатор. Схема установки Экспериментальная часть:

Русский

2013-09-25

141 KB

44 чел.

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет

                                                                                Кафедра теоретических основ электротехники

Теоретические основы электротехники

Лабораторная работа №4

Исследование резонанса напряжений.

Выполнил: студент группы ЭМ-231

                                                                               Трофимов В.

                                                                   Проверил: Заико А.И.

Уфа
2011

Цель работы

Изучить явление резонанса напряжения в электрической цепи, содержащей последовательно соединённую индуктивную катушку и конденсатор.

Приборы и принадлежности

Лабораторная работа выполняется на стенде ЛСЭ-2 с использованием:

1)Блока включения, состоящего из вольтметра автотрансформатора, с помощью которого имеется возможность регулировать напряжение от 0 до 250 В.

2)Блока резисторов.

3)Блока индуктивностей.

4)Блока конденсаторов.

5)Блока «Фазометр», с ценой деления 2 градуса, и классом точности 1,5

Кроме приборов и оборудование стенда используются:

1)Ваттметр, с пределом измерения по току до 1 А и напряжений до 30 В, с ценой деления 0,1 Вт и классом точности 0,5

2)Амперметр, с пределом измерений до 1 А, с ценой деления 5 мА и классом точности 0,5

3)Вольтметр цифровой с автоматическим выбором и пределом измерения до 100 В.

4)Соединительные провода.

Схема установки

Экспериментальная часть:

U, В

C, мкФ

I, мА

UК, В

UC, В

P, Вт

, град

          U=const=35 В

16

87

59,5

35

7

16

24

78

53,8

20,7

6

31

15

86

59,2

35

7

14

14

86,5

59,8

37,6

7

12

12

88

60,8

44,8

7,5

0

3

87

60,3

41,3

7,5

6

11

87,5

31,1

49,5

7,5

-6

10

86

60,2

53,1

7

-12

9

78

54,2

60,5

6

-30

URкат, В

UL, В

RK, Ом

ZK, Ом

Z, Ом

XC, Ом

XL, Ом

X,  Ом

S, ВА

P, Вт

Q, ВАр

cosjK

cosj

1

8,012

58,81

9,21

68,3

25,8

40,2

67,6

27,4

21,7

7

20,55

0,13

0,35

2

8,011

57,87

9,26

67,1

75,06

40

67,8

23,75

19,52

5

20,97

0,36

0,34

3

7,250

56,36

8,21

68,2

76,54

39,5

66,5

29,06

19,13

7,1

21,27

0,36

0,3

4

8,201

54,65

8,2

 64,4

78,07

38,8

64,4

22,55

18,74

6,9

30,01

0,36

0,37

5

7,350

58,64

7,2

59,5

80,14

39,7

64,2

28,87

18,46

6

20,12

0,35

0,34

6

8,344

55,65

7,54

57,5

82,46

36,8

68,5

27,87

18,21

7,5

19,05

0,35

0,29

7

6,871

59,11

7,8

1890

78,83

39,8

63,4

26,41

19,71

9,5

19,85

0,41

0,28

8

8,022

56,66

8,64

183,27

81,57

34,4

65,5

25,80

19,59

9

20,75

0,43

0,39

9

7,852

57,25

8,54

175,83

82,75

36,5

65,9

26,27

19,06

8

21,28

0,44

0,4

XC 1 = = =  40,2 Ом – емкостное сопротивление

RK1 = 9,21 Ом – активное сопротивление на катушке

ZK1= 68,3 Ом – полное сопротивление катушки

XL1 = == 67,6 Ом – индуктивное сопротивление на катушке

URк=I*RK =0,87*9,21=8,012 В – напряжение на активном сопротивлении катушки

UL=I*XL =0,87*67,6=58,81 В – напряжение на индуктивности катушки

X1 = Ом – реактивное сопротивление цепи

Z1 = == 25,8 Ом – полное сопротивление цепи

Q1 = I 2* X = (0,87)2 * (27,4) = 20,55 ВАр – реактивная мощность цепи

S1 == = 21,7 ВА – полная мощность цепи

cosK=0,13– косинус угла сдвига фаз между напряжением и током на катушке

cos =0,35 – косинус угла сдвига фаз между напряжением и током в цепи

Вывод: В данной работе мы исследовали явление резонанса напряжений в последовательно соединенной электрической цепи синусоидального тока. Добившись установления резонанса в цепи, когда угол сдвига фаз между током и напряжением, регистрируемый фазометром, был равен нулю, мы сняли показания с амперметра, и вольтметра, подключаемого сначала к индуктивной катушке, а затем к конденсатору (батарее конденсаторов), и ваттметра, измеряющего активную мощность. Затем, изменяя поочерёдно сначала индуктивность катушки, а затем ёмкость, мы добивались изменения угла сдвига фаз, и снимали показания с приборов при различных его значениях, и получили меньшие значения тока в цепи, активной мощности, и большие значения реактивного и полного сопротивлений, и, соответственно, реактивной и полной мощностей. Сравнивая величины, полученные из расчётов, мы сопоставили их с измеренными и получили соответствие с точностью до приведённых выше погрешностей. Таким образом, мы экспериментально убедились в том, что при резонансе напряжений ток в цепи будет максимальным.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

73210. Квантовые свойства электромагнитного излучения 270 KB
  Столетов провел подробное исследование по изучению действия света на заряженные тела. Выводы из опытов Столетова: Под действием света вещество теряет только отрицательный заряд. Число фотоэлектронов вырываемых с катода за единицу времени пропорционально интенсивности света.
73211. Строение атома 178.5 KB
  В середине века атомистическая теория имела мало сторонников. Однако уже в начале XVIII века было показано, что многим до того времени непонятным свойствам вещества удается дать объяснение в рамках атомистической гипотезы, исходя из общих законов механики.
73212. Элементы квантовой механики, Статистическая инитериретация волны де Бройля 153.5 KB
  Однако целый ряд экспериментальных фактов заставляет признать что электрон а также и другие частицы обладают не только свойствами корпускул но и свойствами волн подобно фотонам света. Он предположил; что все частицы должны обладать волновыми свойствами подобными волновым свойствам света...
73213. Электромагнитная индукция 570 KB
  Явление возникновения электрического тока в проводнике при изменении магнитного потока через контур проводника. Индукционный ток возникает при изменении тока в проводнике. Направление индукционного тока зависит от направления движения магнита проводника с током.
73214. Электромагнитные колебания и волны 554 KB
  Основы теории электромагнитных колебаний были изложены физиком Томсоном. Во время колебаний внешнее напряжение к контуру не приложено. Поэтому падение напряжения на емкости и на индуктивности в сумме должны дать нуль: делим на L и заменяем 1...
73215. Система уравнений Максвелла 188 KB
  Если цепь с конденсатором питать переменным током то в цепи за каждый период протекают токи заряда и разряда конденсатора сопротивление которого теперь не бесконечно велико а зависит от ёмкости конденсатора и частоты тока: Согласно воззрениям Фарадея Максвелла конденсатор надо рассматривать не как разрыв цепи...
73216. Механические колебания 331 KB
  Если колебания происходят под воздействием только одной возвращающей силы их называют свободными или собственными колебаниями. Свободные колебания являются незатухающими если не происходит рассеивания энергии в окружающую среду.
73217. Интерференция света 359.5 KB
  Уже на заре истории люди интересовались природой света воздействующего на глаза. Вся история развития воззрений на природу света говорит об исключительной важности для науки положения материалистической диалектики о материи. Вопрос о природе света возник в глубокой древности.
73218. Дифракция света 219.5 KB
  Дифракционные решетки и их применение. Основное свойство дифракционной решетки - способность раскладывать падающий на неё пучок света по длинам волн поэтому она используется в качестве диспергирующего элемента в спектральных приборах.