Лабораторна робота № 7

ТЕМА: Дослідження резонансу струмів.

МЕТА ЗАНЯТТЯ: Дослідження режимів роботи електричного ланцюга при рівнобіжному з’єднанні споживачів електроенергії з активно-реактивними опорами визначення параметрів ланцюга, встановлення умов виникнення резонансу струмів.

Студенти повинні знати:

- явище резонансу;

- умови виникнення резонансу струму.

- коефіцієнт потужності при резонансі;

- активний, індуктивний та ємнісний опори;

- провідність ланцюга змінного струму.

Студенти повинні уміти:

- збирати електричне коло для дослідження резонансу струму;

- користуватись вимірювальними приладами і здійснювати їх підбір для дослідження резонансу струму;

- аналізувати роботу електричного кола;

- практичним шляхом досягати резонансу струму в розгалуженому ланцюгу змінного струму.

Прилади та обладнання

1. Вольтметр 0-250 В – 1 шт.

2. Амперметри 0-5 А – 1 шт.

3. Лампи розжарення – 3 шт.

4. Котушка індуктивності – 1 шт.

5. Набір конденсаторів – 1 шт.

6. Монтажні проводи.

7. Джерело живлення.

Література

1. Електротехніка, електроніка та мікропроцесорна техніка. Підручник /Будіщев М.С. – Львів: Афіша, 2001. С. 50-54/.

2. Попов В.С., Николаев С.А. Общая электротехника с основами электроники. – М.: Энергия, 1977. С. 174-178.

Теоретичний блок

При резонансі струмів повна провідність всього електричного ланцюга здобуває мінімальне значення і стає рівною активній її складовій:

Y=

Мінімальне значення провідності обумовлює і мінімальне значення струму ланцюга:

I = YU = GU

Ємнісний струм Іс і індуктивна складова І_L струму котушки Ік
виявляються при цьому рівними по величині, а активна складова струму котушки I_R стає рівної стуму І, споживаному з мережі:

I_L =B_L U=B_C U=I_C I_R =GU=YU=I

При цьому реактивні складові струми І_L і І_C (у залежності від значення реактивних провідностей) можуть здобувати теоретично дуже великі значення і набагато перевищувати струм І, споживаний електричним ланцюгом змережі.

Реактивна складова повної потужності, споживаною ланцюгом, при
B_L = B_C виявляється рівної нулю:

Q = B_L U² - B_C U² = Q_L – Q_C = 0

При цьому індуктивна і ємнісна складові реактивній потужності також можуть здобувати дуже великі значення, залишаючись рівними один одному.

Повна потужність ланцюга при резонансі дорівнює її активної
складовій:

S=YU² =GU² =P

Коефіцієнт потужності всього ланцюга при резонансі:

cos φ = P/S = GU²/YU² = 1

Напруга і струм електричного ланцюга при резонансі струмів збігаються по фазі.

Резонанс струмів знаходить широке застосування в силових електричних ланцюгах для підвищення коефіцієнта потужності (cos φ), тому що він має велике техніко-економічне значення. Підвищення коефіцієнта потужності забезпечується підключенням конденсаторів (чи інших джерел реактивної ємнісної потужності) паралельно споживачам електричної енергії, що унаслідок наявності властивої їм індуктивності мають низький коефіцієнт потужності.

Хід заняття