3.2. Задание на эксперимент
3.2.1. Подготовить стенд к экусперименту. Для этого необходимо:
а) оэнакомиться с измерительными приборами и панелями стенда, на которых смонтированны элементы исследуемой цепи (см. рис. 1). Записать в отчёт по лабораторной работе технические данные измерительных приборов (тип, система, род тока, пределы измерения, класс точности);
б) установить на цифровых вольтметрах V3 и V4 следующие режимы работы и пределы измерения: нажать последовательно кнопки “ ” и “200”; концы измерительных проводов вставить в гнёзда “ * ” и “0 - 300 ” ;
в) установить (нажав соответствующие кнопки) на измерительных приборах комплекта К505 следующие пределы измерения:
вольтметра V2: 30 B; амперметра A: 0,5 A; ваттметра W: 15 Bт;
г) собрать электрическую цепь (см. рис. 1), используя соединительные и измерительные провода. Ручку регулятора Рег источника питания “ 0-220 B” установить в крайнее левое положение. Предъявить собранную схему преподавателю или лаборанту.
Провести измерения напряжения питания
цепи,
тока 
напряжения
на индуктивной катушке
и
на зажимах конденсатора 
активной
мощности Р.
Для этого необходимо:
а) включить тумблер, расположенный под откидным столом с правой стороны, для подключения стенда к питающей сети;
б) включить источник питания “0-220 B” путём нажатия последовательно кнопок “Сеть”и “Переменное напряжение”, и, поворачивая плавно ручку регулятора Рег вправо, увеличивать напряжение на выходе источника питания от нулевого его значения до значения 10 В, 15 В или 20 В, которое использовалось при расчёте цепи в домашнем задании (см. табл. 1), контролируя его по показанию вольтметра V1 (см. рис. 1);
в) нажать кнопку ПК для подключения батареи конденсаторов к сети и несколько кнопок ПК1ПК15 для установления ёмкости 20 30 мкФ;
г)
убедиться (по вольтметру V2),
что установленное значение напряжения
питания цепи
соответствует значению 10 В, 15 В или 20 В,
и, в случае необходимости, откорректировать
его, пользуясь ручкой регулятора Рег.
В дальнейшем при каждом ступенчатом
изменении ёмкости батареи конденсаторов
проверять значение
(по
показанию вольтметра V2
и при необходимости его восстанавливать
до нужного уровня;
д) снять показания приборов (V2, V3, V4, A, W) и занести их в табл. 2;
е)
повторить семь раз пункты в-д
, каждый раз увеличивая с помощью кнопок
ПК1ПК15
ёмкость батареи конденсаторов на 20 - 30
мкФ,
не забыв при этом установить значение
ёмкости, равное расчётному значению
(см. п. 3.1, ж
и
табл. 2);
ж) выключить источник питания и показать результаты измерений преподавателю или лаборанту. По их указанию или повторить отдельные измерения, или разобрать электрическую цепь и привести рабочее место в исходное состояние.
4. Расчёт параметров цепи и анализ полученных результатов
4.1.
Используя параметры цепи (
7
Ом
,
0,1
Гн
;
50
Гц
;
var),
а также данные измерения напряжений
,
и
, тока
и
активной мощности
рассчитать, используя соотношениям
(1)(12),
электрические параметры (напряжения
,
;
сопротивления
,
угол сдвига фаз
)
цепи и занести их в табл. 2;
б) рассчитать добротность контура (см. строку 5, табл. 2), находящегося в резонансе,
,
где
;
-
характеристическое
сопротивление
контура при резонансе. Добротность
(равная 1,54
в нашем случае) показывает, во сколько
раз напряжение на ёмкостном
(или индуктивном
)
элементе больше напряжения питания
цепи
;
Таблица 2
Номер Установ- Измеренные величины Расчетные величины
опыта лено
С,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
мкФ B A B B Вт В В Ом Ом Ом град
1 10
2 10
3 10
4 Срн 10
5 10 . . . .
6 10
7 10
8 10
в)
используя расчётные данные табл. 2,
построить графики, подобные графикам,
изображенным на рис. 5:
и
,
выбрав соответствующие масштабы
для тока, напражений, угла сдвига фаз
и
сопротивлений;
,
град U, B
XL
,
XC
,
Ом
I, A
CРН
мкФ
С,б
0
Рис. 5
по данным одного из п.п. 24
табл.2; после резонанса
по данным одного из п.п. 68
табл. 2 и при резонансе
по данным пункта 5 табл 2;
д) сравнить расчётные и экспериментальные данные (табл. 1 и табл. 2) и объяснить возможные расхождения между ними.