Материал: 33_Rezhimy_post_i_sin_toka_v_LETs_2014
С целью получения максимальной магнитной связи катушки кладут одну на другую так, чтобы их оси совпадали. Для перехода от согласного включения к встречному следует поменять местами провода, подходящие к зажимам одной из катушек, или перевернуть одну из них. Вид включения определяется по величине тока (при одном и том же напряжении U): при согласном включении ток по величине меньше, чем при встречном.
Полученные при измерении значения тока, напряжения и мощности занести в табл. 3.5.
9) Подключить к зажимам 2 2 схемы (см. рис. 3.48) последовательно включенные катушку 1, конденсатор и реостат (рис. 3.54).
|
|
u |
|
Канал 1 |
xC |
|
|
|
|
|
|
b |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
|
|
|
|
|
|
2' |
c |
r |
r1 |
xL1 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ur =ri |
|
Канал 2 |
|
|
|
|
|
|
||
Рис. 3.54. Схема для исследования резонанса напряжения
Исследовать резонанс напряжений, предварительно определив из условия
для входного реактивного сопротивления |
x xL1 xCрез |
ω0 L1 |
|
1 |
0 вели- |
|
|
||||||
ω0Cрез |
||||||
|
|
|
|
|
||
чину резонансной емкости Cрез ( 0 2 f0 |
2 50 314 рад с) . |
|
||||
Измерить при одном и том же входном напряжении U 40 50 В для трех значений емкости С (C Cрез , C Cрез , C Cрез ) ток I и мощность P (стрелочными приборами); фазовый сдвиг между напряжением и током (осциллографом); напряжение на участках ab, bc и ac (электронным вольтметром Vэ, подключаемым поочередно к точкам a и b, b и c, a и c), результаты занести в табл. 3.6.
155
10) Подключить к зажимам 2 2 схемы (см. рис. 3.48) параллельно включенные конденсатор и катушку 1 (рис. 3.55).
|
I1 |
xL1 |
|
r1 |
|
|
I |
A1 |
|
|
|
2 |
I2 |
xC |
|
||
U |
|
A2 |
|
|
|
2' |
|
|
Рис. 3.55. Схема для исследования резонанса токов
Исследовать резонанс токов, предварительно определив из условия для
входной реактивной проводимости b bL bCрез |
|
ω0 L1 |
|
ω0Cрез 0 величину |
r2 |
ω2 L2 |
|||
1 |
0 |
1 |
|
|
резонансной емкости Cрез .
При одном и том же входном напряжении U 100 0 В для трех значений емкости С ( C Cрез , C Cрез , C Cрез ) измерить величины тока и мощности, результаты записать в табл. 3.7.
Т а б л и ц а 3.2
Параметры элементов
Элемент |
|
Опыт |
|
|
|
|
Расчет |
|
|
|
||||
схемы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
|
I |
|
P |
z |
x |
r |
Z ze j |
|
L |
C |
|
|
|
|
В |
|
А |
|
Вт |
|
|
Ом |
|
Гн |
мкФ |
град. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Реостат |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Катушка 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(№ |
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Катушка 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(№ |
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Конденса- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тор |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
156
Т а б л и ц а 3.3
Значения электрических величин при последовательном соединении элементов
Способ |
|
|
U |
|
|
I |
|
P |
|
Zэ |
|
|
S |
|
|
Q |
|
|
φ |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
определения |
|
|
В |
|
|
А |
|
Вт |
|
Ом |
|
|
В А |
|
|
вар |
|
градус |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Опыт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчет |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Измерения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
осциллографом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
3.4 |
||||||
Значения электрических величин при смешанном соединении элементов |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Способ |
|
|
|
U |
|
U1 |
I |
|
I1 |
|
I2 |
|
|
Zэ |
|
|
P |
|
S |
|
Q |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
определения |
|
|
|
В |
|
|
А |
|
|
|
|
|
Ом |
|
Вт |
|
В А |
|
вар |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Опыт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчет |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
3.5 |
||||||
Значения электрических величин при наличии магнитной связи |
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
между катушками |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Вид |
|
U |
|
I |
|
P |
|
zэ |
|
rэ |
|
xэ |
Lэ |
|
э |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
включения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Способ |
|
|||
катушек |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
определения |
|||||
|
В |
|
|
А |
|
Вт |
|
|
Ом |
|
|
Гн |
|
Град |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Опыт |
|
||||
Согласное |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По опытным |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
данным |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчет |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Опыт |
|
||||
Встречное |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По опытным |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
данным |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчет |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Опыт |
|
||||
М = 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По опытным |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
данным |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчет |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
М = |
|
|
|
|
|
|
; |
k = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
157
Т а б л и ц а 3.6
Значения электрических величин при резонансе напряжений
C |
U |
I |
P |
Uab |
Ubc |
Uac |
|
|
, град |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечание |
|
мкФ |
В |
А |
Вт |
|
|
В |
|
расчет |
|
измерение |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
осциллографом |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C Cрез |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C Cрез |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C Cрез |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 3.7 |
||||
|
|
Значения электрических величин при резонансе токов |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
C |
U |
|
|
P |
|
|
I |
|
I1 |
|
I2 |
|
, град |
Примечание |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мкФ |
В |
|
|
Вт |
|
|
|
|
А |
|
|
|
Расчет |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C Cрез |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C Cрез |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C Cрез |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.12.3.Определение показаний приборов
Означениях измеряемых тока и напряжения судят по отклонениям стрелок приборов. Измеряемая величина вычисляется по формуле:
A C , |
(3.187) |
где С – цена деления прибора;– число делений, на которое отклонилась стрелка прибора от нулевой
отметки.
Цена деления определяется по выражению: |
|
||
C |
Aном |
, |
(3.188) |
|
|||
|
max |
|
|
где Аном – предел измерения, на который включен данный прибор;max – число делений шкалы.
158
Например, требуется определить показание амперметра с пределом измерения 2,5 А; стрелка отклонилась на 40 делений; вся шкала содержит 100 делений.
Цена деления шкалы амперметра СА 1002,5 0,025 А/дел.
Ток в цепи I 0,025 40 1 А.
Аналогично определяются показания вольтметра.
В работе используются приборы, регистрирующие действующие значения напряжения и тока.
Цена деления ваттметра, измеряющего активную мощность Р, определя-
ется по выражению: |
|
|
|
C |
Uном Iном |
, |
(3.189) |
|
|||
W |
max |
|
|
|
|
|
где Uном , Iном – предел измерения ваттметра по напряжению и по току. Например, требуется определить показание ваттметра с пределом изме-
рения по напряжению 300 В, по току – 2,5 А; стрелка отклонилась на 20 делений; вся шкала содержит 150 делений.
Цена деления шкалы ваттметра
СW 300 2,5 5 Вт/дел; 150
активная мощность Р = 5 20 = 100 Вт.
3.12.4. Расчетная часть
1) По измеренным значениям U, I, P (см. табл. 3.2) для каждого элемента определить полное z, активное r, реактивное x сопротивления, угол сдвига фазмежду напряжением и током, параметры реактивных элементов L и C.
Сопротивления элементов цепи определяются по соотношениям:
|
z |
U |
; |
|
(3.190) |
|||
|
I |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
P |
|
; |
|
(3.191) |
|||
|
|
|||||||
|
|
|
|
I 2 |
|
|
|
|
x |
|
z2 r2 . |
(3.192) |
|||||
159