Работа № 7

Работа № 7
РЕЗОНАНС ТОКОВ
В работе проводится исследование различных режимов резонанса токов в схемеб
показанной на рисунке. В процессе работы необходимо также ознакомиться со схемой
моста, служащего для изменения фазы напряжения.
*
*
A
W
AL
r1
C1
AC
V
C
C2
L
r2
Рабочая схема
Задание
А. Предварительная подготовка
1. Начертить в протоколе рабочую схему.
2. Построить топографическую диаграмму моста, показанного на рисунке и служащего
для изменения фазы напряжения. Вывести формулу, которая показывает, при каких
соотношениях сопротивлений r1 , r2, xC1 и xC2 напряжения на диагоналях моста
сдвинуты по фазе на 90º между собой.
3. Начертить теоретические круговые диаграммы токов для режимов, исследуемых в п. п.
7, 8 и 9 задания.
4. Начертить векторную диаграмму и показать геометрическое место конца вектора
общего тока для режима, исследуемого в п. 11 задания. Вывести формулу расчета cos 
для этого же случая.
5. Вывести формулу для расчета индуктивного сопротивления катушки по п. 8 задания.
Б. Экспериментальная и расчетная часть
6. Собрать схему и провести настройку моста, служащего для изменения фазы
напряжения.
7. Установить такие значения емкости конденсаторной батареи C и сопротивление
реостата r , чтобы при изменении индуктивности катушки в цепи был возможен только
один режим резонанса. Провести измерения токов при различных значениях L .
8. Изменить значения емкости конденсатора C так, чтобы при изменении индуктивности
катушки в цепи наблюдалось два режима резонанса. Снять и начертить кривые
изменения токов в зависимости от индуктивного сопротивления катушки.
9. Изменить емкость батареи конденсаторов C так, чтобы при изменении индуктивности
катушки в цепи не возникал резонанс токов. Провести измерения токов при различных
значениях L .
Используя результаты измерений (п. п. 7, 8 и 9), построить круговые диаграммы токов.
10. Установить произвольные значения индуктивного сопротивления катушки и
реостатов. Экспериментально определить зависимости угла сдвига фаз  и коэффициента
мощности cos  от емкости батареи конденсаторов при постоянных значениях
сопротивлений катушки и реостата. Кривые  =  (C) и cos (C) построить на одном
графике.
Момент резонанса определяется при помощи ваттметра. Если подключенное к
ваттметру напряжение сдвинуто по фазе на 90° относительно напряжения сети, то при
активной нагрузке ваттметр покажет ноль. При настройке моста следует полностью
отключить батарею конденсаторов C и шунтировать катушку индуктивности L , чтобы в
цепи осталась только активная нагрузка r . Установить также значения активных
сопротивлений моста r1 и r2 , чтобы ваттметр показывал ноль. Показание амперметра в
этом режиме служит для определения активного сопротивления r .
Следует помнить, что подключенное к ваттметру напряжение по величине может
отличаться от напряжения сети, поэтому показания ваттметра нельзя использовать в
расчетах как реактивную мощность. Ваттметр служит только для определения момента
резонанса.
При выполнении п. п. 7, 8 и 9 задания индуктивность следует изменять в возможных
пределах.
Выполняя п. 11, необходимо сделать достаточное число измерений как до, так и после
резонанса и обязательно измерение в момент резонанса токов.
С. Контрольные вопросы
1. Нарисовать кривые теоретически ожидаемых токов I , IC и Ir
нуля до бесконечности.
W
C1
A
L
при изменении XL от
A
2. Почему для расчета cos  по п. 11 задания
V
V нельзя использовать показания ваттметра
V
V
3. В исследуемой цепи при изменении L возможен один режим резонанса. Как следует
A
Vизменить C, (r), чтобы в цепи резонанс стал невозможен (чтобы стали возможны два
A
V
993режима резонанса) ?
V
4. Как получить направление вектора тока по отношению к вектору
приложенного
напряжения в ветви r и L , используя результаты измерений п. 11 задания?
A
5. Как изменение C влияет на показания ваттметра в эксперименте п. 11 задания?
AC
r1
r2
AL