Тема : ДОСЛІДЖЕННЯ ЯВИЩА РЕЗОНАНСУ СТРУМІВ
Р обоче місце: Лабораторія ТОЕ.
Тривалість заняття : 90 хв.
Мета роботи: дослідити резонанс струмів, уяснити які фізичні явища
відбуваються в колі змінного струму, розрахувати параметри
окремих ділянок електричного кола, за дослідами побудувати
векторні діаграми.
Прилади та обладнання
Назва приладів та обладнання | Тип | Кількість | Технічні характеристики |
ЛАТР | 1 | ||
Вольтметр | 1 | ||
Амперметр | 3 | ||
Ватметр | 1 | ||
Батарея конденсаторів | 1 | ||
Котушка індуктивності | 1 |
Теоретичні відомості
Розглянемо електричне коло, що складається з двох паралельних віток, одна з яких містить котушку індуктивності L, а інша — конденсаторну батарею С (Рис. 31). Діюче значення струму в кожній вітці визначається за законом Ома.
Cтрум у першій вітці . Цей струм відстає за фазою від напруги на кут φ1 , косинус якого cos φ1 = r / Z1.
Активна складового струму в першій вітці Ial = I1 cos φ1 , а реактивна складова в цій вітці Ipl = IL = I1 sin φ1.
Струм у другій вітці, що містить ємність, випереджає прикладену напругу на кут 90° і знаходиться за формулою I2 = Iс = U / xc .
Струм до розгалуження може бути визначений як геометрична сума струмів віток, тоді або , де , а . Цей струм може відставати на кут φвід напруги кола, якщо 1L > IС , випереджати його, якщо IL < IC , або збігатися за фазою з ним, якщо І L = ІС . В останньому випадку настає явище резонансу струмів.
|
|
При резонансі струмів Ір = 0, І0 = Іа; P = U · I , тому що φ = 0, а соs φ = 1. Відсутність впливу реактивних опорів на значення струму І при резонансі струмів пояснюється взаємною компенсацією реактивних складових струмів IL і IC, що зсунуті за фазою на 180° і мають однакові абсолютні значення. Слід зазначити, що при резонансі струмів струми віток можуть бути більше струму в нерозгалуженій частині кола, що у момент резонансу досягає мінімального значення.
Резонанс струмів може бути отриманий підбором параметрів кола при заданій частоті джерела живлення або частоти джерела живлення при заданих параметрах кола.
Явище резонансу струмів використовують в установках для підвищення коефіцієнта
Рис. 31 Схема для дослідження резонансу струмів.
потужності шляхом підключення паралельно споживачу з параметрами r , L конденсаторної батареї ємністю що приведе до повної компенсації реактивної потужності з установленням коефіцієнта потужності
cos φ = 1 .
Якщо ємність С ≠ С0 , струм І в нерозгалуженій частині електричного кола збільшується в порівнянні з колишнім струмом І0 і в електричному колі має місце недокомпенсація або перекомпенсація реактивної потужності. Обидва випадки небажані, тому що при незмінній активній потужності збільшення струму І викликає додаткові втрати енергії в з’єднувальних проводах. От чому прагнуть до того, щоб cosφ установки був близький одиниці.
|
|
Порядок виконання роботи
1. Ознайомитися з приладами й іншим устаткуванням, призначеним для виконання лабораторної роботи, записати їхні технічні характеристики в таблицю.
2. Зібрати послідовну частину електричного кола з індуктивною котушкою (Рис. 31), потім приєднати конденсаторну батарею, вольтметр, паралельну обмотку ватметра. Установити ручку ЛАТРа у положення, що забезпечує нульову напругу на затискачах електричного кола.
3. Після перевірки викладачем правильності з'єднань, збільшити напругу до заданого значення. Змінюючи ступінями ємність конденсаторної батареї виміряти покази приладів. Дані спостережень звести в табл. 15.1
Таблиця 15.1
|
|
№ | Дані досліджень | Результати обчислень | ||||||||||||||
U, B | I , A | P, B | ІL , В | Іc , В | Z , Ом | R , Ом | XL , Ом | XC, Ом | C , мкФ | S , B A | QL , Bap | QC , Bap | Q , Bap | Cosφ | φ | |
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. |
Дата добавления: 2019-03-09; просмотров: 289; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!