Работа № 7 РЕЗОНАНС ТОКОВ В работе проводится исследование различных режимов резонанса токов в схемеб показанной на рисунке. В процессе работы необходимо также ознакомиться со схемой моста, служащего для изменения фазы напряжения. * * A W AL r1 C1 AC V C C2 L r2 Рабочая схема Задание А. Предварительная подготовка 1. Начертить в протоколе рабочую схему. 2. Построить топографическую диаграмму моста, показанного на рисунке и служащего для изменения фазы напряжения. Вывести формулу, которая показывает, при каких соотношениях сопротивлений r1 , r2, xC1 и xC2 напряжения на диагоналях моста сдвинуты по фазе на 90º между собой. 3. Начертить теоретические круговые диаграммы токов для режимов, исследуемых в п. п. 7, 8 и 9 задания. 4. Начертить векторную диаграмму и показать геометрическое место конца вектора общего тока для режима, исследуемого в п. 11 задания. Вывести формулу расчета cos для этого же случая. 5. Вывести формулу для расчета индуктивного сопротивления катушки по п. 8 задания. Б. Экспериментальная и расчетная часть 6. Собрать схему и провести настройку моста, служащего для изменения фазы напряжения. 7. Установить такие значения емкости конденсаторной батареи C и сопротивление реостата r , чтобы при изменении индуктивности катушки в цепи был возможен только один режим резонанса. Провести измерения токов при различных значениях L . 8. Изменить значения емкости конденсатора C так, чтобы при изменении индуктивности катушки в цепи наблюдалось два режима резонанса. Снять и начертить кривые изменения токов в зависимости от индуктивного сопротивления катушки. 9. Изменить емкость батареи конденсаторов C так, чтобы при изменении индуктивности катушки в цепи не возникал резонанс токов. Провести измерения токов при различных значениях L . Используя результаты измерений (п. п. 7, 8 и 9), построить круговые диаграммы токов. 10. Установить произвольные значения индуктивного сопротивления катушки и реостатов. Экспериментально определить зависимости угла сдвига фаз и коэффициента мощности cos от емкости батареи конденсаторов при постоянных значениях сопротивлений катушки и реостата. Кривые = (C) и cos (C) построить на одном графике. Момент резонанса определяется при помощи ваттметра. Если подключенное к ваттметру напряжение сдвинуто по фазе на 90° относительно напряжения сети, то при активной нагрузке ваттметр покажет ноль. При настройке моста следует полностью отключить батарею конденсаторов C и шунтировать катушку индуктивности L , чтобы в цепи осталась только активная нагрузка r . Установить также значения активных сопротивлений моста r1 и r2 , чтобы ваттметр показывал ноль. Показание амперметра в этом режиме служит для определения активного сопротивления r . Следует помнить, что подключенное к ваттметру напряжение по величине может отличаться от напряжения сети, поэтому показания ваттметра нельзя использовать в расчетах как реактивную мощность. Ваттметр служит только для определения момента резонанса. При выполнении п. п. 7, 8 и 9 задания индуктивность следует изменять в возможных пределах. Выполняя п. 11, необходимо сделать достаточное число измерений как до, так и после резонанса и обязательно измерение в момент резонанса токов. С. Контрольные вопросы 1. Нарисовать кривые теоретически ожидаемых токов I , IC и Ir нуля до бесконечности. W C1 A L при изменении XL от A 2. Почему для расчета cos по п. 11 задания V V нельзя использовать показания ваттметра V V 3. В исследуемой цепи при изменении L возможен один режим резонанса. Как следует A Vизменить C, (r), чтобы в цепи резонанс стал невозможен (чтобы стали возможны два A V 993режима резонанса) ? V 4. Как получить направление вектора тока по отношению к вектору приложенного напряжения в ветви r и L , используя результаты измерений п. 11 задания? A 5. Как изменение C влияет на показания ваттметра в эксперименте п. 11 задания? AC r1 r2 AL