Лаба 1. Лабораторная работа ЭМК 19. Изучение вынужденных колебаний на примере цепи переменного тока

• Название: Изучение вынужденных колебаний на примере цепи переменного тока
• Анкор: Лаба 1
• Дата: 15.09.2022
• Размер: 54.22 Kb.
• Имя файла: Лабораторная работа ЭМК 19.docx
• Тип: Лабораторная работа; #678535

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Некоммерческое АО «Алматинский университет энергетики и связи

имени Гумарбека Даукеева»»

Институт электроэнергетики и электротехники

Кафедра «электрические машины и электропривод»
Кафедра «Колебания»

Лабораторная работа № 1 ЭМК-19

По дисциплине «Физика»

Тема: Изучение вынужденных колебаний на примере цепи переменного тока

Специальность: Электро-энергетика

Выполнил: Белоногов А.В

Студент группы: ВИЭд-21

Принял: Алджамбекова Г.


Алматы 2022г

3 Лабораторная работа ЭМК – 19. Изучение вынужденных коле- баний на примере цепи переменного тока

Цель работы: изучить процесс возникновения вынужденных колеба- ний в цепи, содержащей активное сопротивление, индуктивность и емкость, овладеть методами определения индуктивности катушки, емкости конденс а- тора в цепи переменного тока, расчета полного сопротивления (импеданса).

Задачи:

• 
  определить емкость конденсатора и индуктивность катушки;рассчитать импеданс последовательно включенных сопротивления, индуктивности и емкости;
  
• 
  проверить справедливость закона Ома для переменного тока.
  

1. Методика работы

Рассмотрим изображенную на рисунке 19.1 цепь, состоящую из после- довательно соединенных резистора сопротивлением R, катушки индуктивно- стью L и конденсатора емкостью С, на концы которой подается переменное напряжение. В цепи возникает переменный ток, вызывающий на всех элемен- тах цепи соответствующие падения напряжения U_R, U_Lи U_с.



Рисунок 19.1




Рисунок 19.2
На рисунке 19.2 представлена векторная диаграмма амплитуд падений

напряжений на резисторе (U_R R I_m ), катушке (^U_L ^I_m ), конденсаторе


c

m
⁽U I ^{). Амплитуда Um приложенного напряжения должна быть равна}

векторной сумме амплитуд этих напряжений. Из рисунка 19.2 следует, что амплитуда силы тока имеет значение

I_m .

(19.1)

Уравнение (19.1) имеет вид закона Ома, стоящее в знаменателе форму- лы выражение

^Z (19.2)

называется полным электрическим сопротивлением или импедансом, а вели-

чина X

X_L X_c

• 
  реактивным сопротивлением. Реактивное сопро-
  

тивление цепи зависит от того, какие элементы и как включены в цепь. До- пустим, что можно положить равными нулю R и L. Тогда, согласно указан- ным выше формулам

I_m ^(19.3)

1

где _c

денсатор, то

^X_c - емкостное сопротивление. Если в цепи отсутствует кон-

^I_m (19.4)
^где LX_L^{- индуктивное сопротивление.}

2. Описание экспериментальной установки

Для изучения закона Ома для переменного тока используется схема, приведенная на рисунке 19.3.

Рисунок 19.3

Действующие (или эффективные) значения напряжения U и тока I определяют по по- казаниям вольтметра и амперметра соот- ветственно. Сопротивление Z нагрузки находят из уравнения Z U, (19.5) I

т.к. действующие значения ^I и ^U . Включив в качестве нагрузки

конденсатор, можно определить его емкость, исходя из (19.3) и (19.5),

^C (19.6)

Включив в цепь катушку индуктивности, можно определить ее индук- тивность, используя (19.4) и (19.5).

^{L .} (19.7)

3. Порядок выполнения работы и обработка результатов изме- рений

   1. 
      Собрать измерительную схему, включив в качестве нагрузки конденсатор емкостью С.
      
   2. 
      Снять показания приборов. Измерения провести не менее 3-х раз, изменяя ток и напряжение с помощью переменного сопротивления R. Данные записать в таблицу 19.1.
      

3. 
   Включить в качестве нагрузки катушку индуктивностью L и про- делать измерения п.19.3.2.
   
4. 
   Включить последовательно соединенные конденсатор и катушку индуктивности, проделать измерения п.19.3.2.
   
5. 
   Рассчитать по формулам (19.6) и (19.7) емкость конденсатора и индуктивность L катушки.
   
6. 
   Используя найденные значения L и С вычислить полное сопро- тивление Z по формуле (19.2) и сравнить экспериментальное значение (п.19.3.4) с рассчитанными по (19.2).
   
7. 
   Определить погрешность измерений: доверительный интервал при доверительной вероятности 0,95.
   
8. 
   Сделать анализ результатов и сформулировать выводы о влия- нии параметров исследуемого участка цепи и частоты подаваемого напряже- ния на его сопротивление.
   

Т а б л и ц а 19. 1

Нагрузка	I, А	U, В	Z, Ом	, Ом	С, L, Z соотв.
С	3,8А; 6,1А; 8,6А	3В; 5В; 7В
R и L последо- вательно	15,6А; 27,6А; 42,9А;	3В; 5В; 7В
С, R и L посл.	4,9А; 7,9А; 10,9А;	3В; 5В;7В;

4. Контрольные вопросы

   1. 
      В чем заключается метод векторных диаграмм?
      
   2. 
      Какие фазовые соотношения существуют между силой тока и напряжением на активном сопротивлении, емкости и индуктивности при их последовательном соединении? Почему?
      
   3. 
      Какой вид имеет векторная диаграмма напряжений исследуемой
      

цепи?