Сторожилова Галина Іванівна Захарченко Сергій Миколайович Петрученко Олег Васильович Відповідальній редактор А. О. Баран, к т. н., доц. Рецензент М. Г. Анпілогов, к т. н., доц. Загальні методичні вказівки
жүктеу/скачать 2.23 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2 -4
- Рис.24.1
- Змінюється C
- Змінюється f
Рис. 23.6Діаграма побудована для котушок, параметри яких відрізняються між собою, тому й струми, що через них проходять, мають різну величину й фазу. Активна потужність  , звідки  .
Аналогічно для котушки 2:  , звідки  .
Баланс активних потужностей для всього кола записують так:  або 
де Р - активна потужність, яка поступає від джерела енергії в обидві котушки. Врахувавши попереднє, отримаємо:  , звідки  , або  .
Як бачимо, вся активна потужність, що надходить в загальне магнітне поле через першу котушку 1 має повернутися до котушки 2 (чи навпаки), якщо знак Отже, якщо Якщо При відповідній комбінації параметрів котушок одна із них може працювати у генераторному режимі, а кут зсуву фаз у цій котушці буде більшим за 90 електричних градусів; баланс потужностей виконується у будь-якому випадку. Якщо в схемі рис.23.5 затискачі однієї з котушок поміняти місцями, отримаємо паралельне зустрічне з'єднання. Рівняння такого електричного кола будуть відрізнятись від рівнянь у випадку узгодженого ввімкнення від'ємним знаком перед складовими, що вміщують взаємоіндукцію М. В разі паралельного зустрічного з'єднання індуктивнозв'язаних котушок в одній з них також можливе явище “хибної ємності”.ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2-4РЕЗОНАНС НАПРУГМета роботи: 1) ознайомлення з явищем резонансу в електричному колі з послідовним сполученням індуктивної котушки та конденсатора; 2) дослідження умов виникнення резонансу; 3) побудова резонансних кривих та частотних характеристик; 4) використання, для аналітичних розрахунків, співвідношень, що характеризують резонансний режим.
При підготовці до роботи студенти мають скласти протокол звіту, ознайомитись з методичними вказівками, робочим завданням та відповісти на такі запитання:
2. Чому явище резонансу в послідовному коливному контурі називають резонансом напруг? 3. Зміною яких параметрів досягається резонанс в послідовному коливальному контурі? 4. Які енергетичні процеси мають місце в коливальному контурі при резонансі? 5. Чому дорівнює повний опір послідовного коливального контура при резонансі напруг? 6. Що називають хвильовим опором, добротністю та згасанням послідовного резонансного контура? 7. Як визначити наявність резонансного стану в електричному колі за показом приладів?
1. Скласти електричне коло з послідовним сполученням конденса-тора і індуктивної котушки, відповідно до схеми рис. 24.1. 
Рис.24.12. Для живлення електричного кола використати джерело синусо-їдної напруги регульованої частоти. Величина робочої напруги в межах 3...5 В; діапазон робочої частоти задає викладач. 3. Встановити середнє значення діапазону робочої частоти, закоро-тити конденсатор і за показами приладів визначити параметри індуктивної котушки разом з міліамперметром, що використовуються в дослідах. 4. Досягти резонансного стану електричного кола, змінюючи ємність конденсатора. Занотувати значення резонансної ємності Со, індуктивності Lо, та частоти fо. 5. Виміряти величини, зазначені в таблиці 24.1, для трьох дослідів: а) змінюючи в можливих межах індуктивність котушки при незмін-них резонансних ємності Со та частоті fо; б) змінюючи в можливих межах ємність конденсатора при незмінних резонансних індуктивності Lo та частоті fо; в) змінюючи в межах, визначених викладачем, частоту джерела живлення при незмінних резонансних ємності Со та індуктивності Lо. Таблиця 24.1
6. За результатами вимірів п.5 побудовати резонансні криві струму кола 7. За результатами вимірів п.5б побудувати векторні діаграми кола для випадків, коли С < Со ; С = Со ; С >Со. 8. Розрахувати хвильовий опір , добротність Q та згасання конту-ру d. 9. Зробити і записати у протоколі звіту висновки по роботі.
1. Побудувати частотні характеристики послідовного коливального контуру. 2. Довести, що найбільші значення напруг індуктивної котушки та конденсатора при зміні частоти в широких межах перевершують відпо-відні значення в резонансному стані. 3. Побудувати резонансні характеристики послідовного коливально-го контуру, що живиться від джерела струму, частота якого змінюється. 4. Як залежить вигляд резонансної кривої струму від добротності контуру? 5. Визначити смугу пропускання послідовного резонансного конту-ру. Методичні вказівки Явище, коли струм і напруга в колі (чи на його ділянці), незважаючи на наявність у ньому реактивних елементів (котушок індуктивності та кондинсаторів), збігаються за фазою, називають резонансом. В резонансному режимі має місце повна компенсація реактивних опорів кола (чи його ділянки). При цьому вхідний опір є суто активним, реактивна потужність, відповідно, дорівнює нулю, а вся електрична енер-гія, що надходить від джерела, перетворюється у теплову. За певних умов, резонанс реактивних елементів може виникнути в електричному колі з послідовним сполученням індуктивності і ємності. Таке нерозгалу-жене електричне коло, що вміщує послідовно сполучені елементи R, L і С (рис.24.2), є найпростішим резонансним колом або ідеальним послідовним коливальним контуром. 
Рис. 24.2 Умова резонансу в такому електричному колі:  або 
З останнього виразу випливає, що резонансного стану в ідеальному коливальному контурі можна досягти, змініючу одну з трьох величин: ω, L чи С. Відповідно, їх значення для резонансного режиму розраховуються так:  ;  ;  .
Повний опір такого електричного кола в стані резонансу напруг Реактивний опір катушки індуктивності або конденсатора в режимі резонансу
називаеться хвильовим опором резонансного контуру. Якщо реактивні опори ХL та ХC при резонансі більші, ніж активний опір R, напруги на затискачах індуктивної котушки та конденсатора будуть більші за напругу на вході електричного кола. Тому резонанс у послідов-ному коливальному контурі називають резонансом напруг. Величина
 ,
називається добротністю контура і визначає перевищення реактивної складової напруги на реактивних елементах, при резонансі над прикладеною до кола напругою. Користуються також оберненою величиною – згасанням контура: Залежності фізичних величин кола від частоти називають частотними характеристиками кола. Залежності: I(), UR(), UL(), UC() при резонансі називаються резонансними характеристиками кола.
жүктеу/скачать 2.23 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|
, яку джерело енергії віддає котушці 1, дорівнює сумі активної потужності теплових втрат в цій котушці 
та активної потужності 
, що надходить в загальне магнітне поле через котушку 1: 
від'ємний, тобто в залежності від кута, 
та 
.
<
<
, 
<0, і енергія передається від джерела енергії у магнітне поле через котушку 1, а повертається до джерела через котушку 2. В цьому випадку еквівалентний активний опір котушки 1 більший за її власний активний опір, а еквівалентний активний опір котушки 2 менший за її власний активний опір.
<
, напруги на котушці індуктивності UL та конденсаторі UC, кута зсуву фаз кола 
для кожного із трьох дослідів (а, б, с).
є суто активним за характером та найменш можливим за величиною. Відповідно,
; 
.