Порядок выполнения работы. 2.1. Исследование цепи, состоящей из последовательного соединения реостата и катушки индуктивности

2.1. Исследование цепи, состоящей из последовательного соединения реостата и катушки индуктивности.

2.1.1. Собрать рабочую схему рис.3.2.

2.1.2. Подав напряжение на схему и, выдвигая сердечник из катушки, установить ток в цепи 1-2 А.

2.1.3. Для выбранного значения тока измерить: напряжение на зажимах реостата U_R, катушки U_K и общее напряжение U, а также потребляемую мощность Р. Результаты измерений занести в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Результаты исследования цепи при последовательном соединении реостата и катушки

2.1.5. По данным табл. 3.1 в масштабе построить векторную диаграмму и треугольник сопротивлений для исследуемой цепи.

2.2. Исследование цепи, состоящей из последовательного соединения реостата и конденсаторной батареи.

2.2.1. Собрать рабочую схему (рис.3.3.).

Таблица 3.2

Результаты исследования цепи при последовательном соединении реостата и конденсаторной батареи

2.2.3. Измерить напряжение на зажимах реостата U_R, конденсаторной батареи U_С и общее напряжение U, а также ток I и потребляемую мощность Р. Результаты измерений занести в табл. 3.2.

Сравнить результаты расчета и измерений.

2.2.4. В масштабе построить векторную диаграмму и треугольник сопротивлений для исследуемой цепи.

2.3. Исследование резонанса напряжений.

2.3.1. Собрать схему рис.3.4, включив последовательно с катушкой и конденсаторной батареей реостат R в качестве добавочного активного сопротивления с целью ограничения тока и напряжений при резонансе.

2.3.2. Выдвигая сердечник из катушки, постепенно уменьшать ее индуктивное сопротивление, добиться режима резонанса, при котором ток в цепи достигает максимального значения. С помощью реостата установить ток в режиме резонанса равным 2 - 2,5 А и занести показания приборов в табл. 3.3.

2.3.3. Изменяя положение сердечника (выдвигая и вдвигая его), снять и занести показания приборов в табл. 3.3 для двух режимов и , добиваясь при этом значений тока 1.0 – 1.5 А.

Таблица 3.3

Результаты исследования резонанса напряжений

2.3.4. По результатам измерений вычислить: r, z, z_к, x_L, L х_C, U_L, U_а для всех случаев по п.3.2. и 3.3. Результаты вычислений занести в табл. 3.3.

2.3.5. По данным табл. 3.3 в масштабе построить векторные диаграммы цепи для 3-х случаев: 1) х_L > x_C; 2) x_L = x_C; 3) x_L < x_C.

Вопросы и задачи для самопроверки

3.1. Какой физический имеет смысл активное сопротивление?

3.2. Как и почему отличается активное сопротивление от омического?

3.3. Что такое индуктивность, ёмкость?

3.4. Как зависят активное, индуктивное и емкостное сопротивления от частоты?

3.5. Чему равен угол сдвига фаз между напряжением и током:

а) в реостате, б) в индуктивности, в) в емкости?

3.6. Как с помощью амперметра, вольтметра и ваттметра можно определить индуктивное сопротивление и коэффициент мощности катушки?

3.7. Что понимают под активной, реактивной и полной мощностями цепи?

3.8. Какую мощность измеряет ваттметр?

3.9. Известны показания приборов в схеме рис.3.2: вольтметра V-100 В, ваттметра W-160 Вт, амперметра А-2 А, вольтметра V_R-60 В. Определить параметры катушки и реостата.

3.10. При каких условиях возникает резонанс напряжений?

3.11. Как практически можно достигнуть резонанса напряжений?

3.12. Почему при резонансе в последовательном контуре напряжения на катушке U_K и на конденсаторе U_C не одинаковы?

3.13. Каково назначение реостата R при исследовании резонанса напряжений?

3.14. Чему равен сosj (коэффициент мощности цепи) в момент резонанса напряжений?

3.15. При каких условиях величина напряжения на конденсаторе может превысить напряжение источника?

3.16. При каком соотношении между сопротивлениями r_к, х_L и х_C, соединенными последовательно, напряжение на конденсаторе U_C при резонансе будет в 2 раза больше входного напряжения U?