1.3.2. Зависимость активной мощности от емкостного сопротивления.
- эта зависимость (4.16) обратно пропорциональна
квадрату
.
Она также имеет максимум при резонансе
и стремится к 0 при
.
1.3.3. Зависимость напряжения на конденсаторе от
Поскольку
,
то при
напряжение на конденсаторе равно нулю.
При увеличении
растёт величина напряжения и при
резонансе
(рис. 4.3). Максимума
достигает при
,
а затем с ростом
уменьшается и при
достигает напряжения питания.
Рис. 4.3. Регулировочные характеристики
1.4. Векторная диаграмма
Векторная диаграмма строится по уравнениям для рассматриваемой цепи. В данном случае одноконтурная (последовательная) цепь описывается уравнением (4.7).
(4.7)
Построение диаграммы начинают с вектора
общего для всей (или участка) цепи - в
данном случае ток
(вектор 1). Вектор питающего напряжения
получают как сумму остальных векторов.
В результате эксперимента известна
величина всех напряжений. Однако,
направление известно только для векторов
и
.
Вектор
(падение напряжения на активном
сопротивлении) совпадает с вектором
тока, а вектор
отстает оттока (ток опережает напряжение)
на
.
Известно, что вектор может опережать
ток в пределах
.
Рис. 4.4. Векторная диаграмма при резонансе
Определить направление векторов
и
можно методом засечек. Для этого из
точки 0 параллельно
строится вектор
,
из его конца перпендикулярно к
строится вектор
(рис. 4.4.). Из точки А радиусом
делается высечка, а из точки 0 радиусом
- другая. Пересечение их даёт точку В.
Раскладывая вектор
на активные и реактивные составляющие
можно получить
и
(вектора 4 и 5) и угол
.
На рис. 4.4 рассматривается векторная
диаграмма для случая резонанса. Поэтому
- угол между током и питающим напряжением
- равен 0.
Метод засечек применим, когда векторы соизмеримы, в противном случае возможна большая ошибка в определении , , и .
В этом случае аналитически рассчитываются
и
(рис. 4.4), строятся
из конца вектора
параллельно току, а из конца вектора
перпендикулярно току строится вектор
.
Получаем точку В. Вектор 0В является
вектором сетевого напряжения.
2. Описание лабораторной установки
Схема лабораторной установки представлена
на рис. 4.5. Она содержит катушку
индуктивности (на схеме индуктивность
и активное сопротивление
),
магазин конденсаторов C1…C10, реостат
,
амперметр
,
ваттметр
и вольтметр
.
Вольтметр электромагнитной системы
имеет два предела измерения и с помощью
гибких проводников может присоединяться
к клеммам для измерения действующего
значения питающего напряжения
,
напряжения катушки
,
напряжения конденсатора
или реостата
.
Амперметр измеряет ток цепи
.
Ваттметр необходим для измерения
активной мощности всей цепи, что позволяет
вычислить (косвенное измерение)
и
.
Рис. 4.5. Схема лабораторной установки
3. Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с установкой. Записать марки, системы, точность и пределы измерений приборов. Определить цену делений.
2. Установить величину и в соответствии с заданием. Включить питание стенда.
3. Подбором величины емкости добиться резонанса (резонанс фиксировать по максимуму тока или мощности). Показания приборов занести в таблицу 4.1.
Таблица 4.1
№ п.п. |
(A) |
(Вт) |
(B) |
(B) |
(B) |
(мкФ) |
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
|
4. Записать показания приборов для 3-4 значений емкости, меньшей резонансной и столько же для - большей резонансной. Измеренные значения записать в таблицу 4.1.
Выключить питание стенда.