4.3. Обробка результатів досліду

1. Розрахувати всі величини, вказані в таблиці 4.2. Порівняти активні, реактивні і повні опори кіл з послідовним з’єднанням елементів з відповідними опорами окремих елементів.

2. За даними спостережень і обчислень (таблиця 4.2) побудувати для кожного кола векторну діаграму струму і напруг.

3. Обчислити всі величини, вказані в таблиці 4.3.

4. Побудувати резонансні криві (залежності , від частоти). Всі криві розмістити на одному рисунку.

5. Побудувати на одному рисунку частотні характеристики кола (залежності від частоти).

6. Визначити характеристичний опір і добротність контуру.

7. Зробити висновки з роботи.

4.4. Контрольні питання

1. Що таке миттєве, максимальне і діюче значення синусоїдного струму (напруги)?

2. Як розрахувати діюче значення струму в нерозгалуженому колі синусоїдного струму?

3. Як визначити кут зсуву фаз між напругою і струмом в колі з послідовно з’єднаними елементами .

4. Побудувати векторні діаграми струму і напруг в колі, що складається з послідовно з’єднаних елементів R i L (R i C; L i C; R,L,C).

5. В колі з послідовним з’єднанням резистивного і ємнісного елементів U = 10B, U_C = 6B. Чому рівна напруга U_R?

6. Визначте активну, реактивну і повну потужність в колі з послідовним з’єднанням R, L, C –елементів, якщо U=100B, R=300 Ом, X_L = 20 Ом, X_C = 60 Ом.

7. В яких колах і при якій умові виникає резонанс напруг?

8. Як за показами приладів встановити, коли наступив резонанс напруг?

9. Що таке характеристичний опір і добротність контуру?

Лабораторна робота № 5 Дослідження лінійного розгалуженого кола синусоїдного струму

Мета роботи: Дослідження розгалуженого кола синусоїдного струму з резистивним, індуктивним і ємнісним елементами. Дослідження явища резонансу струмів.

5.1. Основні теоретичні відомості

При живленні лінійного електричного кола з паралельним з’єднанням резистивного , індуктивного і ємнісного елементів (рисунок 5.1) від джерела синусоїдальної напруги:

Рисунок 5.1

Миттєві значення струмів у вітках кола:

де – індуктивна провідність; – ємнісна провідність; – кутова частота.

З цих виразів випливає, що струм в резистивному елементі співпадає по фазі з напругою, струм в індуктивному елементі відстає по фазі від напруги на кут , а струм в ємнісному елементі випереджає напругу на кут . Загальний струм у нерозгалуженій частині кола:

.

Величину називають повною провідністю кола. Величину – активною провідністю і – реактивною провідністю кола.

Струм у нерозгалуженій частині кола зсунутий за фазою відносно напруги на кут .

Діючі значення струмів у вітках кола

, , , .

При струм і загальний струм відстає за фазою від напруги, тобто, . При струм і загальний струм випереджує напругу, тобто, .

Векторна діаграма кола для випадку наведена на рисунку 5.2. Вектор загального струму рівний геометричній сумі векторів струмів віток:

Діюче значення струму на вході кола:

Активна , реактивна і повна потужності в колі визначаються виразами:

;

,

коефіцієнт потужності .

Рисунок 5.2

При реактивна провідність кола і повна провідність кола . Загальний струм і співпадає за фазою з напругою . В колі наступає резонанс струмів, при якому діють значення струмів в індуктивному та ємнісному елементах рівні . Враховуючи, що при резонансі , явища резонансу струмів у колі можна досягнути зміною частоти, індуктивності або ємності. Частота, на якій спостерігаються явище резонансу, називається резонансною:

або .

При резонансі струми в котушці та конденсаторі можуть значно перевищувати загальний струм у колі, якщо хвильова провідність кола значно більше активної провідності .

Величину, яка визначає кратність перевищення струму в колі при резонансі називають добротністю:

.

Величину, обернену до добротності , називають загасанням кола.