Материал: ОТЧЕТ К ТРЕТЬЕЙ

РОССИЙСКИЙ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Д.И.МЕНДЕЛЕЕВА

КАФЕДРА ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ И ПРОМЫШЛЕННОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ

Лабораторная работа №3

Резонанс напряжений и токов

Выполнили студентки группы К-31

Харченко Кристина

Головкина Алина

Проверил

Логанов Владимир Яковлевич

Москва 2019 г.

Цель работы: Исследование явления резонанса при последовательном и параллельном соединении элементов R, L, C, определение параметров электрической цепи, установление условий возникновения резонанса напряжений и токов двумя методами: экспериментальным и расчетным

1. Резонанс напряжений подбором емкости конденсатора C при последовательном соединении элементов R, L, C

1. Собрать в MultiSim схему электрической цепи с последовательным соединением элементов R, L, C

2. Установить номинальные значения параметров ЭЦ в соответствии с заданным вариантом

3. Выполнить исследование последовательного колебательного контура (рис. 3.1) при изменении емкости конденсатора С и заполнить табл. 3.2.

4. По результатам измерений построить на одном поле графики U_R(С), U_L(С), U_C(С), U_LC(С) и отдельно – I(С).

Напряжения на элементах в зависимости от емкости конденсатора

Ток источника (цепи) в зависимости от емкости конденсатора I (C)

5. По результатам вычислений построить на одном поле графики XL(С), XC(С), Z(С) и отдельно cosφ(С).

Сопротивления в зависимости от емкости конденсатора

Угол сдвига фазы напряжения от тока и коэффициент мощности в зависимости от емкости конденсатора

6. Построить на одном поле графики P(С), Q(С), S(С)

Мощности в зависимости от емкости конденсатора

7. Определить графически резонансную ёмкость конденсатора С^*_РН

8. Вычислить резонансную ёмкость конденсатора С_РН

9. Заполнить строку 10 таблицы 3.2

10. Построить три векторные диаграммы для ёмкости конденсатора С_Ном – 80%, С_Ном + 80%, С_РН [мкФ]

11. Вычислить добротность контура Q.

Добротность контура (отношение характеристического сопротивления контура к эквивалентному активному сопротивлению R при резонансе) :

Чем больше числитель и меньше знаменатель, тем выше добротность контура..

Добротность показывает, во сколько раз напряжение на зажимах конденсатора UC или катушки UL при резонансе больше напряжения питания контура U.

В радиотехнических контурах добротность Q > 100 , в электрических цепях добротность Q < 5 .

12. 12. Вычислить полосу пропускания контура ΔC_, а также верхнюю C_в и нижнюю C_н емкости «среза».

Приближённо полосу пропускания контура определяют по формуле :

2. Резонанс токов подбором емкости конденсатора C при параллельном соединении элементов R, L, C

1. Собрать в MultiSim схему электрической цепи с параллельным соединением элементов R, L,C (рис. 3.2) (см. ссылку 32). Возможно также использовать копию примера, поскольку схема одна для всех вариантов задания, но параметры цепи различны.

2. Установить номинальные значения параметров цепи в соответствии с заданным вариантом (табл. 3.3).

Для всех вариантов параметры источника: E = 220 В, f = 50 Гц.

3. Выполнить исследование параллельного колебательного контура (рис. 3.2) при изменении емкости конденсатора С и заполнить табл. 3.4. Измерения выполнить в MultiSim. Расчёты выполнить любым способом, включая компьютерные приложения: MathCad, Excel и другие.

4. По результатам измерений построить на одном поле графики I(С), I_R(С), I_L(С), I_C(С), I_LC(С).

Токи ветвей в зависимости от емкости конденсатора

5. По результатам вычислений построить на одном поле графики B_L(C), B_C(C), Y(С) и отдельно cosφ(C).

Проводимости в зависимости от емкости конденсатора

Угол сдвига фазы напряжения от тока и коэффициент мощности в зависимости от емкости конденсатора

6. Построить на одном поле графики P(С), Q(С), S(С).

Мощности в зависимости от емкости конденсатора

7. Определить графически резонансную ёмкость конденсатора С^*_РТ.

8. Вычислить резонансную ёмкость конденсатора С_РТ.

9. Заполнить строку 10 таблицы 3.4.

10. Построить три векторные диаграммы для ёмкости конденсатора С_Ном – 80%, С_Ном + 80%, С_РТ [мкФ] (строки 1, 9, 10 в таб. 3.4) .

11. Вычислить добротность контура Q.

12. Вычислить полосу пропускания контура ΔC_, а также верхнюю C_в и нижнюю C_н емкости «среза».

Вывод:

В данной работе были исследованы явления резонанса при последовательном и параллельном соединении элементов R, L, C и определение параметров электрической цепи. Так же были установлены условия возникновения резонанса напряжений и токов. Исследования проводились двумя методами: экспериментальным и расчетным.