87885

Электрический резонанс

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

В лабораторной работе было изучено явление резонанса в электрических цепях. Резонанс напряжений возникает в цепях переменного тока с последовательно соединенным сопротивлением, индуктивностью и конденсатором. Для таких цепей в работе были проведены исследования и построены графики зависимости силы тока от частоты.

Русский

2015-04-24

106 KB

0 чел.

Лабораторная работа №6

Электрический резонанс

Цель: изучить явления резонанса в цепях переменного тока. Определить резонансные частоты и параметры цепей для различных типов соединений

Расчетные формулы:

                                                                                                                         (1),

где – сила тока,   – напряжение,  – полное сопротивление цепи.

                                                                                  (2),

где  – индуктивность катушки,  – частота,  – емкость конденсатора (условие резонанса напряжений).

                                                                                                                        (3),

где  – сопротивление цепи без активного сопротивления.

                                                                                     (4),

условие резонанса токов.

I. Резонанс напряжений

Резонанс напряжений возникает при последовательном подключении к источнику переменного тока индуктивности, сопротивления и конденсатора.

В используемой установке R1 = 1 Ом, R5 = ∞, С3 = 1,5 мкФ.

Компьютер выводит на дисплей мгновенные значения , ,  и строит график зависимости .

В первом испытании включаем R1, L1, C3. Имеем следующий график:

По оси абсцисс откладываем значение частоты, по оси ординат – силы тока.

Полученные данные:

Используя формулы (1) и (2) получаем:

Во втором испытании подключены R2, L1, C3. График I(v) :

По формулам (1) и (2) получаем:

Сравнивая с предыдущими значениями имеем одно и то же значение L1. Т. е. выбранный метод верен. В первом и во втором случаях резонансные частоты совпадают. Это говорит о независимости частоты от сопротивления.

Перейдем к третьему испытанию. Включив  R1, L1, C2 получаем:

Как видно, значение Z совпадает с первым экспериментом.

Теперь подключим R2, L2, C3. Получаем следующие резонансные значения

При сравнении со вторым опытом замечаем, что значения  совпадают. Это говорит о том, что напряжение зависит от сопротивления.

II Резонанс токов

Резонанс токов возникает при параллельном подключении к источнику переменного тока индуктивности, сопротивления и конденсатора.

Используемая формула (3) верна при R → ∞. В нашем случае R не может, конечно, равняться бесконечности. Но оно гораздо больше, чем активное сопротивление.

В первом опыте подключаем R5, L1, C3.

Резонанс токов – самое малое значение силы тока.

Как видно, L1 сохраняет значение.

Для второго испытания подключаем R4, L1, C3.

В третьем эксперименте при подключении R5, L1, C2 получаем:

Как видно, значение C2  сохранилось.

Вывод:

В лабораторной работе было изучено явление резонанса в электрических цепях. Резонанс напряжений возникает в цепях переменного тока с последовательно соединенным сопротивлением, индуктивностью и конденсатором. Для таких цепей в работе были проведены исследования и построены графики зависимости силы тока от частоты. Все они имеют характерный вид. Для проверки правильности  постановки экспериментов постоянно сравнивались значения параметров, вычисленных в различных испытаниях. Резонанс токов возникает в цепях с параллельным подключением сопротивления, индуктивности и конденсатора. Для таких цепей график I(v) имеет другой вид. В испытании при подключении R4, L1, C3 график несколько отличается от других. Полученные результаты хорошо согласуются как между собой, так и с предыдущими опытами.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

32550. КТО СОЗДАЕТ ЭЛЕКТРОННЫЕ СРЕДСТВА ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ УЧЕБНЫХ ЦЕЛЕЙ. КАКИЕ МЕТОДЫ ОБУЧЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАТЬ 151.5 KB
  Типовой состав разработчиков программного средства Выделяются четыре базовые категории: авторы учебного материала; компьютерные методисты; системотехники КСО; специалисты по реализации КСО. В создании конкретного КСО участвуют как правило один компьютерный методист и один системотехник КСО. Компьютерный методист это специалист владеющий компьютерной дидактикой и ориентирующийся в ПО которая рассматривается в КСО. В круг его задач входят формирование структуры КСО выбор психологопедагогической стратегии и проработка используемых...
32551. Контакторыи. Коммутация силовых цепей электродвигателей 281.61 KB
  По роду коммутируемого тока контакторы делят на контакторы постоянного и переменного тока. Как правило род тока в цепи управления которая питает электромагнитный привод совпадает с родом тока главной коммутируемой цепи. Однако известны случаи когда катушки контакторов переменного тока получают питание от цепи постоянного тока. Конструктивная схема контактора постоянного тока показана на рис.
32552. Электромагнитные муфты 341.13 KB
  24 показана схема муфты серии ЭТМ с магнитопроводящими фрикционными дисками. Другой зажим катушки подключают к источнику питания постоянного тока через корпус муфты. Электромагнитная контактная дисковая муфта При включении муфты магнитный поток Ф созданный током протекающим по виткам катушки проходит через корпус пакет внутренних 6 и наружных 4 дисков и замыкается через якорь 5.
32553. Устройства обработки информации 19.92 KB
  – Рычажный контактный узел с шарнирным закреплением работающий с эффектом притирания и перекатывания контактов что способствует их лучшему самоочищению и уменьшению переходного сопротивления поэтому они часто используются в мощных коммутационных устройствах например контакторах. – Жидкометаллические контакты основными достоинствами которых являются малое переходное сопротивление отсутствие необходимости в контактном нажатии отсутствие эффектов пригорания и залипания контактов возможность работы при высоком давлении температуре...
32554. Реле времени (таймеры) 13.93 KB
  По способу задержки виду замедлителя: электромагнитное замедление до 10 сек; – механическое замедление: пневматические и моторные от 3 до 30 мин; – электронное замедление: конденсаторные и счётноимпульсные десятки сек; – программнореализуемые любые задержки времени. При работе систем защиты и автоматики часто требуется создать выдержки времени между срабатыванием двух или нескольких аппаратов а также при возникновении необходимости производить операции в определённой временной последовательности автоматическое...
32555. Электромагнитные реле времени 190.42 KB
  Реле времени с электромагнитным замедлением При отключении обмотки реле 1 рис. В результате магнитный поток в сердечнике реле убывает медленно якорь 5 остается в притянутом положении и контакты реле 4 размыкаются с выдержкой времени в несколько секунд. Такие реле времени не отличаются стабильностью но находят широкое применение благодаря простоте и дешевизне.
32556. Реле времени КТ 88.94 KB
  28 приведен пример использования реле времени КТ в схеме управления циклом движения суппорта которая обеспечивает его рабочий ход р. задержку времени на концевике SQ2 и холостой ход х. Рабочий ход суппорта обеспечивается контактором КМ1 холостой ход – контактором КМ2 а выдержка времени выстоя – реле временем КТ.
32557. Современные технические устройства переработки информации 15.07 KB
  Примерами таких типовых устройств могут служить: – Триггеры элементарные ячейки памяти предназначенные для хранения одного бита информации логического 0 или 1; – Счетчики – устройства для выполнения функций счета и задержек времени; – Преобразователи кодов устройство для автоматического изменения по заданному алгоритму соответствия между входными и выходными кодами без изменения их смыслового содержания другими словами это схемы для перевода одного многоразрядного кода в другой; – Регистры устройства для приёма хранения и...
32558. Промышленные программируемые логические контроллеры (ПЛК) 15.9 KB
  Они впервые появились в конце шестидесятых годов в автомобильной промышленности США в результате слияния трех направлений техники: – Релейноконтактная и бесконтактная электроавтоматика основа ПЛК; – Цикловое программное управление принцип управления ПЛК; – Микропроцессорная техника элементная база ПЛК. Первоначально производством ПЛК занимались компьютерные фирмы DEC Modicon Entrekin Computers но позже к их разработке подключились и электротехнические фирмы Generl Elektric llen Brdley ISSC которые выпускали...