Контрольные вопросы

1. Какой признак резонанса напряжений используется в данной работе? Существуют ли другие признаки?

2. Как приблизительно выглядит график зависимости полного сопротивления исследуемой цепи от частоты?

3. Что изменится в методике экспериментов, если вместо источника напряжения использовать источник тока?

4. Как по осциллограммам тока и напряжения определить характер цепи?

5. Опишите качественно энергетические процессы в исследуемой цепи?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

«Исследование параллельного соединения катушки и конденсатора»

Цель работы:

1. Изучение теоретического материала [1, п.2.15].

2. Методом вычислительного эксперимента исследовать следующие режимы: резонанс токов, активно-индуктивный, активно-емкостный.

5.1. Порядок выполнения работы

5.1.1. Собрать схему рис.6 на которой катушка представлена простейшей схемой замещения, состоящей из R и L-элементов, а конденсатор замещен С-элементом. Цепь подключена к источнику синусоидального напряжения с действующим значением U=20 B. “МИНУС” ИСТОЧНИКА ЗАЗЕМЛИТЬ!!!!

Рис. 5.1. Схема параллельного соединения катушки и конденсатора

5.1.2. Установить параметры цепи, указанные преподавателем;

Приборы переключить в режим работы на переменном токе (на вкладке Value свойств прибора сменить DC на AC);

5.1.3. Изменяя частоту источника, добиться минимума тока в цепи (резонанс токов). Записать показания приборов при резонансе в табл. 5.1. Записать резонансную частоту источника f_рез в графу «Примечание». В дальнейшем частоту источника не изменять!

Режимы работы параллельной цепи Таблица 5.1

Режимы	U, B	I, A	IК, B	IС, B	Δt, с	Примечание
Резонанс токов						fрез =
Активно-индуктивный						L =
Активно-емкостный						C =

5.1.4. Изменяя индуктивность, добиться, чтобы I_К > I_С и I  (1,5…2) I_рез. Записать показания приборов в табл. 5.1. (графа «Активно-индуктивный режим»). Записать индуктивность в графу «Примечание».

5.1.5. Установить исходное значение индуктивности, т.е. вернуться к режиму резонанса токов (п.2.4).

5.1.6. Изменяя емкость, добиться, чтобы I_К < I_С и I  (1,5…2) I_рез. Записать показания приборов в табл. 5.1. (графа «Активно-емкостный режим»). Записать емкость в графу «Примечание».

5.1.7. Подключить осциллограф для наблюдения тока и напряжения источника аналогично рис. 4.2.

5.1.8. Для резонансного, активно-индуктивного и активно-емкостного режимов (см. табл. 5.1) снять осциллограммы токов и напряжений, а также измерить и записать в табл. 5.1 соответствующие значения Δt.

5.2. Содержание отчета

5.2.1. По известным параметрам цепи (R, L, C), напряжению (U=20e ^j 0 В) и частоте источника f = f _рез (см. табл. 5.1) рассчитать следующие величины для каждого режима и свести результаты в табл. 5.2

Таблица 5.2

Параллельное соединение
Расчетные величины	Режимы
	Резонанс (активный)	Активно-индуктивный	Активно-емкостный
Собственная частота контура , Гц
Собственная круговая частота контура , с-1
Круговая частота источника , с-1
Активное сопротивление катушки , Ом
Индуктивное сопротивление катушки , Ом
Активная проводимость катушки , Cм
Индуктивная проводимость катушки , Cм
Полная проводимость катушки , Cм
Сдвиг по фазе между током и напряжением катушки , град
Комплексная проводимость катушки , Cм
Активная проводимость цепи , Cм
Емкостное сопротивление конденсатора , Ом
Емкостная проводимость цепи (конденсатора) , Cм
Реактивная проводимость цепи , Cм
Полная проводимость цепи , Cм
Сдвиг по фазе между током и напряжением источника , град
Комплексная проводимость цепи , Cм
Временной сдвиг между током и напряжением источника , с
Комплекс тока, протек. Через активную проводимость , А
Комплекс тока, протек. через индуктивную проводимость, А
Комплекс тока, протек. через катушку, А
Комплекс тока, протек. через конденсатор, А
Комплекс тока источника, А
Активная мощность цепи , Вт
Реактивная мощность цепи , вар
Полная мощность цепи , ВА
Комплексная мощность цепи , ВА

5

.

.

.

.

.

.2.2. По данным табл.3 построить векторные диаграммы для каждого режима. На диаграммах изобразить векторы U, I, I_G, I_L, I_C и продемонстрировать выполнение I закона Кирхгофа. Вектор напряжения источника совместить с осью действительных чисел;

5.2.3. Сравнить экспериментальные (табл.5.1) и теоретические (табл. 5.2) результаты по относительной погрешности;

5.2.4. Сделать обобщающие выводы.