Исследовать электрическую цепь переменного тока с последовательным соединением R, L, C.

а) Собрать электрическую цепь согласно электрической схеме, представленной на рисунок 2.8, используя те же приборы и элементы.

Рисунок 2.8

б) При помощи лабораторного автотрансформатора установить на входе электрической цепи напряжение 80 В. Тумблером на лабораторном стенде установить значение ёмкости конденсатора 6 мкФ, показания приборов записать в таблицу 2.2.

Таблица 2.2

в) Придавая ёмкости конденсатора ряд последовательных значенийС₁, С₂, С₃, С₄, С₅, С₆, обязательно добиться резонанса и произвести измерения как минимум для двух значений ёмкости до резонанса и двух — после резонанса и выполнить расчет соответствующих электрических величин в цепи, заполнить таблицу 2.2.

г) Произвести анализ полученных результатов и убедиться в следующем:

– ток и напряжение в цепи с последовательно включенными активным, индуктивным и ёмкостным сопротивлениями в обычно не совпадают по фазе 0°<j<90°.

– полная мощность S для данной цепи включает как активную P, так и реактивную Q составляющие:

;

– полное сопротивление цепи Z включает как активную R, так и реактивную Х составляющие;

– при равенстве индуктивного Х_L и ёмкостного X_C сопротивлений электрическая цепь приобретает особые свойства, обеспечивающие ей режим резонанса напряжений.

Ток в цепи при резонансе напряжений достигает максимума. Падение напряжения на индуктивном и ёмкостном сопротивлениях возрастает и может превышать по величине значение напряжения, приложенного ко всей цепи.

3. По результатам проведенного исследования:

а) построить векторные диаграммы тока и напряжений в цепи для дорезонансного, резонансного и послерезонансного режимов;

б) построить графики изменения в зависимости от изменения ёмкости С (построение всех кривых произвести в одной координатной системе);

в) принимая индуктивность катушки равной значению, полученному при ее исследовании в предыдущем пункте программы работы, вычислить значение ёмкости конденсатора С, при котором в цепи возможен резонанс напряжений;

г) сравнить расчетное значение ёмкости конденсатора, при котором возможен резонанс напряжений в исследуемой цепи, со значением ёмкости конденсатора, при котором данные таблицы 2.2. отвечают признакам резонанса напряжений.

Содержание отчета

1. Название и цель работы.

2. Конспективная запись изученного теоретического материала в соответствии с программой работы.

3. Схемы исследований и таблицы экспериментальных и расчетных данных.

4. Векторные диаграммы токов и напряжений.

5. Графики опытных и расчетных зависимостей, полученных в работе.

6. Основные выводы по результатам работы.