Порядок выполнения работы. 1. Собрать цепьсхему напо рис

1. Собрать цепьсхему напо рис. 2319. Подключить вольтметр к источнику напряжения. Установить входное напряжение 4-5 В.

 

Рис.219. Схема цепи для исследования явления резонанса напряжений

 

Рис. 23. Схема для исследования явления резонанса напряжений

2. Изменяя частоту входного напряжения в диапазоне от 800 Гц до 2000 Гц,

2. Опробовать схему цепь для ряда частот, наблюдая зафиксировать явление резонанса по показаниям амперметразначению угла j, близкого к 0 (микроградус). На частоте резонанса произвести измерение параметров, указанных в табл. 10, и записать показания в 5-ю колонку..

1. Записать показания приборов для ряда частот в табл. 112.

4. Произвести необходимые вычисления и записать в табл. 12.

5. Построить в Excel зависимость Z = f ( w ) , I = f ( w ) , j = f ( w ) , U_L = f ( w ) , U_C = f ( w ).

6. Включить осциллограф и переместить в отчет графики входного напряжения и тока.

7. Определить резонансную частоту, волновое сопротивление и добротность исследуемого контура.

 

 

Произвести необходимые вычисления и записать в табл. 11.

1. Построить в Excel зависимость Z = f( w ) , I = f( w ) , j = f( w ) , U_L = f( w ) , U_C = f( w ) и поместить в отчет.

1. Включить осциллограф и поместить в отчет кривые входного напряжения и тока.

Таблица 1120

№	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
f, Гц
Измерено
U, B
I, мA
P, мВт
j, градус
Uk, B
Uc, B
Z, Ом
Zk, Ом
Rk, Ом

 

Рассчитать
f, Гц XL , Ом
XL, Ом
L, Гн
XС, Ом
С, мкФ

 

3. Для ряда частот, убывающих влево и возрастающих вправо от резонансной точки, снять показания приборов и записать в табл.10.

4. Произвести необходимые вычисления и записать в табл. 10.

5. Построить в Excel графики зависимостей Z= f(w), I= f(w), j= f(w), U_L= f(w), U_C = f(w) и показать преподавателю.

6. Определить на резонансной частоте волновое сопротивление и добротность исследуемого контура.

 

 

Произвести необходимые вычисления и записать в табл. 11.

1. Построить в Excel зависимость Z = f( w ) , I = f( w ) , j = f( w ) , U_L = f( w ) , U_C = f( w ) и поместить в отчет.

1. Включить осциллограф и поместить в отчет кривые входного напряжения и тока.

7. Определить резонансную частоту, волновое сопротивление и добротность исследуемого контура.

Расчётные формулы:

; ; ; ; ; ;     ,  мкФ; ;       ; .

 

Контрольные вопросы

1. Дайте определение понятия «резонанс напряжений».

2. Чему равен угол j при резонансе напряжений?

3. Как изменяется полное сопротивление последовательно соединенных элементов R, L, C при изменении частоты?

1. Как Оопределениеть резонанснойую частотыу через параметры контура.

4. ?

5. Что определяет волновое сопротивление?Определение волнового сопротивления.

6. ОпределениеПоясните физическую сущность добротности контура.

7. Как меняется угол j при изменении частоты?

8. Как меняется ток при изменении частоты?

 

 

Работа № 5. Резонанс токов.

Повышение коэффициента мощности

               

 

 

 

       ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА. Методические указания к лабораторным работам /Санкт-Петербургский горный ин-т. Сост.:Н.В.Нефедова, С.В.Малюкова, О.Б.Лакота.СПб, 2000. 37с.

 

       Содержит руководства к лабораторным работам по курсу разделов«Электротехника» курса «Электротехника и электроника».

       Предназначены для студентов всех форм обучения технологических специальностей.

 

 

Табл.174. Ил.13.0

 

       Научный редактор проф. А.Е. .Козярук

 

                                                  ãСанкт-Петербургский горный

                                                                  институт им. Г.В. Плеханова

 

УДК 621.3.075.81

Введение

 

Данное руководство предназначено для студентов всех форм обучения технологических специальностей и содержит неэлектрических специальностей и содержит описание лабораторныех работы по разделу электротехники курсуа «Электротехника и электроника». Тематика соответствует программам для специальностей 080400,080600, 090100,090200,090300,090400,090500,110200,110300,170100,170300,300100,330200.

       В процессе проведения работ студенты должны научится: пользоваться электроизмерительными приборами и разбираться в схемах соединения электрических элементов,. аАнализировать результаты, полученные в процессе работы.

 

 

1.Методические указания

 

Все лабораторные работы выполняются бригадами из двух-трех человек после изложения соответствующего материала на лекции.

Перед началом работы студент должен ответить на один из контрольных вопросов, приведенных в каждой работе, представить протокол испытаний, содержащий: схему исследуемой цепи с таблицей для записи измеряемых и расчетных величин.

Для определения расчетных величин приводятся соответствующие формулы. Исходные данные, необходимые для проведения лабораторных работ, приводятся в описаниях по отдельным лабораторным работам.

       На первом занятии студенты знакомятся с устройством лабораторных стендов и с правилами работы в лаборатории, в соответствии с инструкцией по технике безопасности, после чего каждый студент расписывается в журнале по технике безопасности.

Электрические схемы собираются в определенной последовательности. Сначала, посредством соединительных проводов, собирается главная цепь, содержащая :– источник напряжения, пассивные элементы, амперметры и токовые катушки ваттметров. Вспомогательные цепи (соединительные провода от вольтметров и катушки напряжения ваттметров) присоединяются в последнюю очередь.

       При сборке разветвленных цепей сначала собирается один контур, а затем к узловым точкам присоединяются остальные ветви. После проверки преподавателем правильности сборки схемы бригада приступает к измерениям.

       Включение электрической схемы под напряжение без разрешения преподавателя не допускается!

 

 

Цель работы – изучение особенностей цепи при параллельном соединении ветвей с индуктивным и ёмкостным характером сопротивлений, а также использование свойств таких цепей для повышения коэффициента мощности.

Программа работы

1. Изучение параметров режима цепи при параллельном соединении катушки индуктивности и конденсатора при изменении частоты.

2.   Определение резонансного значения частоты w_o.

3. 3. Повышение коэффициента мощности участка цепи.

 

Общие положения

Методические указания. Резонанс токов может возникнуть при параллельном соединении реактивных элементов в цепях переменного тока.

Сопротивление ветви с конденсатором:

Сопротивление  ветви с  катушкой индуктивности:

.

 

Проводимость ветви с конденсатором

 

;

; ; .

        

Аналогичные преобразования проделаем для ветви с индуктивностью и получим:

; ;      .

 

       Как видно из полученных выражений, пПроводимости ветвей с индуктивностью и ёмкостью зависят от частоты, причем реактивные составляющие имеют разные знаки. Следовательно, пПри определенной частоте, называемой резонансной, реактивные составляющие проводимости могут сравняться по модулю, и суммарная проводимость станет минимальной. Общее сопротивление при этом становится максимальным, общий ток - минимальным, вектор тока совпадёт с вектором напряжения, токи в ветвях с индуктивностью и ёмкостью могут быть во много раз больше общего тока. Такое явление называется резонансом токов.

где

 - волновая проводимость.

При отсутствии активных сопротивлений в ветвях с L, C резонансную частоту определяют выражением:

,       j = 0 и        cosj = 1.

При наличии активных сопротивлений резонансная частота в ветвях с L, C резонансная частота определяется выражением  ; ; ; ; определяется выражением: .

 

Характер изменения общего тока и угла j при изменении частоты представлен на рис. 253.

 

 

При g <<  b_L  ток в ветви с индуктивностью гораздо больше общего тока,. поэтому тТакое явление называется резонансом токов.

Характер изменения общего тока и угла j при изменении частоты представлен на рис.21.

 

 

 

    

Важным показателем работы силовой электроустановки является коэффициент мощности (cos j.). Одну и ту же мощность при одном и том же напряжении линии электропередач (ЛЭП) можно передавать различными токами, зависящими от величины cos j:

P = U I cos j;     I = .

Одну и ту же мощность при одном и том же напряжении линии электропередач можно передавать различными токами, зависящими от величины cos j.

P = U I cos j;         I =

Чем больше cos j  (в пределе cos j = 1 ), тем меньше ток I, и тем меньше потери мощности в линии электропередач (ЛЭП), так какпотери мощности  они оопределяются зависимостью .

Для уменьшения тока в ЛЭП и, соответственно,  потерь мощности в ЛЭП необходимо параллельно нагрузке, имеющей активно-индуктивный характер, подключиають ветвь с конденсатором. При правильно подобранной мощности конденсатора реактивные составляющие проводимости ветвей с конденсатором и с индуктивностью взаимно компенсируют друг друга, суммарная проводимость уменьшается, общее сопротивление увеличивается, общий ток в ЛЭП уменьшается общий ток, и потери мощности. в ЛЭП уменьшаются.

Явление резонанса токов широко используется в силовых сетях промышленных предприятий для компенсации передаваемой по ЛЭП реактивной мощности, что способствует снижению потерь активной мощности.

 

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: