Реферат: Основные понятия и элементы линейных пассивных электрических цепей
где  - добротность контура;
 - волновое или
характеристическое сопротивление контура.
Средняя
мощность при резонансе
 (16)
Векторная
диаграмма напряжений и токов при резонансе напряжений показана на рис. 4.
Настроить цепь в резонансе с частотой источника питания можно также изменением
индуктивности на ёмкости. Графики изменений тока в цепи, сдвига фаз и
напряжений на элементах схемы при изменении частоты источника питания
называются амплитудно-частотной (АЧХ) и фазо-частотной (ФЧХ) характеристиками
контура и показаны на рис. 5.
Рис.
4
Рис. 5
Частотные
характеристики могут быть построены по уравнениям (3) ÷ (12). Из
выражения (5) следует
 (17)
Максимумы UL и UC достигаются при
частотах, отличных от резонансной частоты ωР. UL max наступает при
частоте  , а UC max
– при частоте 
Частотная
характеристика тока позволяет экспериментально определить добротность контура.
Если
определить полосу частот  ,
пропускаемых контуром на уровне  , то
добротность контура может быть найдена из выражения
 (18)
На границах
полосы пропускания сдвиг фаз между напряжением на зажимах цепи и током в ней
составляет φ = ± 450.
Содержание работы
1.
Определение параметров катушки индуктивности методом амперметра,
вольтметра и ваттметра при питании напряжением частоты 50 Гц.
2.
Исследование электрической цепи с последовательным соединением
резистора, катушки индуктивности и конденсатора при различных соотношениях
индуктивного и емкостного сопротивлений.
Описание лабораторной установки
Схема
экспериментальной установки для исследования электрической цепи с последовательным
соединением элементов R, L,
C представлена на рис. 6.
Рис.
6
В её состав
входят ЛАТР (лабораторный автотрансформатор), на выходных клеммах которого
устанавливается напряжение U = 40 В.
Вольтметр V1 предназначен для измерения действующего
значения напряжения, прикладываемого к электрической цепи; соответственно
измеряет действующие значения напряжения на элементах R,
L, C.
Амперметр А
измеряет действующее значение тока в цепи. В качестве R1
используется реостат (Rреост = 30 Ом,
5 А), емкости С – магазин емкостей
(С = 1 мкФ ÷ 20 мкФ), индуктивности L
– катушка индуктивности (с параметрами L и RL, определяемыми экспериментально).
Цель работы
– исследование электрической цепи с параллельным соединением элементов R, L, C при различных соотношениях индуктивного и емкостного сопротивлений.
Общие сведения
При
параллельном соединении элементов R, L, C (рис. 1) полная
проводимость равна  (1)
где g = 1/R –
активная проводимость цепи;
b – реактивная проводимость цепи.
Реактивная проводимость цепи при
этом определяется выражением
 (2)
Рис.
1
Ток в цепи определяется
выражением
 (3)
Ток в активной проводимости
совпадает с напряжением по фазе
 (4)
Ток в ёмкости определяет
напряжение по фазе на 900
 (5)
Ток в индуктивности отстаёт от
напряжения по фазе на 900
 (6)
Средняя активность мощность,
расходуемая в цепи
 (7)
Сдвиг фаз между напряжением U на зажимах цепи и током I в ней определяется выражениями
 (8)
 (9)
Векторная диаграмма напряжения и
токов в цепи показана на рис. 2 (при bC
> bL).
 Резонансом токов называется такое состояние электрической цепи
при параллельном включении элементов R, L, C, когда сдвиг по фазе
между напряжением на зажимах цепи и током в ней равны нулю, при этом bC = bL,
а ток в неразветвлённой цепи имеет наименьшее значение.
При постоянных
значениях L и C
резонансная частота определяется выражением
Рис. 2
 (11)
Резонансное
значение тока в цепи
 (12)
Ток в активной
проводимости при резонансе равен полному току
 (13)
Токи в ёмкости
и индуктивности при резонансе равны между собой
 (14)
где  - добротность контура;
 - волновая и
характеристическая проводимость контура.
Средняя
мощность при резонансе
 (15)
Векторная
диаграмма напряжения и токов при резонансе токов показана на рис. 3.
Настроить цепь
в резонанс с частотой источника питания можно изменением индуктивности или
ёмкости, а также с помощью изменения частоты источника питания.
Графики
изменений токов цепи, сдвига фаз и напряжения на зажимах цепи при изменении
частоты источника питания называются частотными характеристиками контура и
показаны на рис. 4.
Рис.
3
Рис. 4
Частотные
характеристики контура могут быть построены по уравнениям (3), (4), (5), (8),
(9), (10).
Частотная
характеристика тока позволяет определить экспериментально добротность контура
 (16)
Если
определить полосу пропускания частот  ,
пропускаемых контуром на уровне  , то
добротность контура можно найти из выражения
 (17)
На границе
полосы пропускания сдвиг фаз между напряжением на зажимах цепи и током в ней
составляет φ = ± 450. Если катушка индуктивности L имеет собственное активное сопротивление (рис. 5), то ток
в ней определяется выражением
 (18)
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6 |
