Порядок выполнения работы

1. Собрать схему рис. 7.

Рис. 7. Схема для исследования резонанса напряжений

2. Записать технические характеристики измерительных приборов.

3. Подготовить схему к включению в последовательности:

3.1. Установить максимальную индуктивность катушки полным вдвижением сердечника внутрь магнитопровода.

3.2. Вывести полностью активное сопротивление реостата (R_p=0).

3.3. Установить емкость 24 мкФ.

4. После проверки схемы руководителем занятий подать напряжение в схему включением автомата А4 на щите.

Записать показание вольтметра V, который измеряет подводимое напряжение U со вторичной обмотки трансформатора.

5. Исследовать явление резонанса напряжения.

5.1. Выдвижением сердечника индуктивности установить ток 0.3 А, заполнить первую строку таблицы 1.

5.2. Дальнейшим выдвижением сердечника в одном направлении в сторону уменьшения индуктивности установить указанные в табл. 1 значения тока I и записать для каждого из значений тока соответствующие значения нпряжений U_c и U_k. В момент резонанса ток I=I_max.

6. Результаты измерений дать на проверку преподавателю.

7. Отключить автомат А4 и разобрать схему.

8. Собрать схему рис. 8.

9. Записать технические характеристики приборов и определить постоянную ваттметра.

10. Подготовить схему к включению.

10.1. Ввести сердечник катушки индуктивности внутрь магнитопровода.

Рис. 8. Схема исследования резонанса токов.

Таблица 1

№ отсчета	Данные измерений			Результаты подсчетов
	I	Uk	Uc	Ua	UL
	A	B	B	B	B	Генри
1 2 3 4 5 6 7 8 9	0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 Imax 0,7 0,6 0,5

10.2. Отключить тумблеры магазина емкостей, при этом емкость цепи окажется равной нулю.

11. После проверки схемы руководителем занятий включить автомат А₄.

12. Исследовать явление резонанса токов.

12.1. Выдвижением стального сердечника установить индуктивность, которой соответствует ток катушки I_k= 1А. Заполнить первую строку табл. 2 значениями тока:

I_k - катушки, I_c - емкости, I - неразветвленной части цепи, а также значениями активной мощности Р и подводимого напряжения U.

13. Установить указанные в табл. 2 значения емкостей и записать соответствующие им величины I_k, I_c, I, Р, U.

В момент резонанса токов ток I в неразветвленной части цепи будет минимальным (I_min).

14. Отключить автомат А4.

Таблица 2

№ отсчета	Данные измерения						Результаты подсчетов
	C	Ik	Ic	I	P	U	Z	cosφ
	мкФ	А	А	А	Вт	В	Ом
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10	0 10 12 14 18 20 Срез 30 36 40

Обработка данных опыта

1. По данным табл. 1 определить индуктивность катушки по формуле:

; где ;

Активная составляющая напряжения U_a рассчитывается следующим образом:

активное сопротивление R определяется из данных в момент резонанса

, где ,

U - подводимое напряжение, в момент резонанса U_{a рез}=U, т.е. U_{a рез}=I_рез ·R

Для остальных строчек табл. 1

U_a =I ·R

Построить характеристики U_c, U_L и I в функции L в одних осях координат по данным табл. 1.

По данным табл. 2 определить полное сопротивление контура Z по формуле .

Построить характеристики I, I_k, I_c и Z в функции С при L=const в одних осях координат.

3. Определить коэффициент мощности катушки cosφ_k по формуле:

,

cosφ_k подсчитывается по данным табл. 2 при С=0.

4. Показать, что при параллельном включении емкости изменяется cosφ_k контура, для чего в масштабе построить векторные диаграммы для значений емкости С=0, С=18 мкФ, С=С резонанса и С=40 мкФ. Из диаграмм для С=18 мкФ, С=С_рез и С=40 мкФ определить коэффициент мощности контура и внести в табл. 2.

5. Дать заключение по результатам построения векторных диаграмм.