Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Мета роботи. Дослідження явища резонансу струмів шляхом зміни параметрів електричного кола з паралельним з’єднанням котушки індуктивності і конденсатора.






    Дослідження явища резонансу струмів шляхом зміни параметрів електричного кола з паралельним з’єднанням котушки індуктивності і конденсатора.

     

    Основні теоретичні положення.

    Резонанс струмів виникає за певних умов в електричному колі про паралельним з’єднанням індуктивності і ємності. Це такий режим роботи кола, при якому індуктивна провідність однієї гілки компенсується ємнісною провідністю другої, паралельно сполученої з першою. У результаті загальна реактивна провідність і реактивна потужність в цьому колі
    рівні нулю. Струм у колі до розгалуження визначається тільки активною провідністю і співпадає по фазі з напругою. Струми в гілках можуть значно перевищувати вхідний струм.

    Найпростішим ідеалізованим резонансним колом є паралельне з’єднання індуктивності і ємності (рис. 2.4.1).

     
     

     


    Рис. 2.4.1. Найпростіше ідеалізоване резонансне коло

     

    Резонанс має місце, коли індуктивна і ємнісна провідності рівні між собою

    (2.4.1)

    Помноживши ліву та праву частини виразу (1) на напругу, одержимо

    ,

    тобто струми у гілках рівні і направлені по відношенню до будь-якого вузла протилежно (звідси назва резонанс струмів). По першому закону Кірхгофа струм до розгалуження І=0. Векторна діаграма струмів і напруг для ідеального коливального контуру показана на рис. 2.4.2.

     

     


    Рис. 2.4.2. Векторна діаграма струмів і напруг для ідеального коливального контуру

     

    У реальному паралельному контурі, що складається з котушки і конденсатора, є також активний опір. Якщо електричні параметри котушки індуктивності і конденсатора представити у вигляді паралельних схем заміщення (рис. 2.4.3), то режим резонансу струмів спостерігатиметься при рівності реактивних провідностей котушки і конденсатора Вк=Вкон аналогічно рис. 2.4.1.

     

     

    Рис. 2.4.3. Реальний паралельний контур

     

    На рис. 2.4.3 прийняті позначення: Іак, Ірк - активна і реактивна складові струму в котушці; Іакон, Іркон - активна і реактивна складові струму в конденсаторі.

    Так як для котушки звичайно задаються параметри послідовної схеми заміщення Xк і Rк, то рівність Вк=Вкон можна переписати у вигляді

    ,

    або

    (2.4.2)

    при Gкон =0 (активною провідністю конденсатора нехтуємо).

    Із виразу (2.4.2) виходить, що резонанс струмів в колі (рис. 2.4.3) можна викликати зміною:

    а) частоти джерела живлення ω;

    б) індуктивності котушки L;

    в) ємності конденсатора С;

    г) активного опору котушки Rк або реостата, з’єднаного послідовно з котушкою.

    Вирішивши (2) відносно ω 0, одержимо вираз для резонансної частоти

    . (2.4.3)

    Добротність паралельного коливального контуру

    З виразу (2.4.3) випливає, що якщо , то ω 0 - число уявне і резонанс неможливий.

    Векторна діаграма струмів і напруг у колі (рис. 3) при умові резонансу показана на рис. 2.4.4. Тут Ір.к. = Ікон, Gкон=0.

    Реактивну складову струму в котушці Ірк можна розрахувати за формулою

    ,

    де

    ,

    R1 - додатковий опір (рис. 2.4.5).

    Реактивну складову струму в конденсаторі Ір.кон можна прийняти рівною повному струму Ікон, оскільки активна провідність конденсатора, а отже і активний струм, складають тисячні частки від реактивної провідності (струму). Це відношення рівне тангенсу кута діелектричних втрат конденсатора, який, наприклад, для конденсатора з паперовою ізоляцією дорівнює (при f = 50 Гц)

    .

     

     

     


    Рис. 2.4.4. Векторна діаграма струмів і напруг у колі рис. 2.4.3 при умові резонансу

     

    Контрольні запитання.

    1). Розказати про умови появи резонансу струмів в реальному
    колі.

    2). Чому при резонансі струмів коефіцієнт потужності рівний одиниці?

    3). З допомогою, яких приладів можна знайти резонанс струмів?

    4). Чому режим називається резонансом струмів?

    5). Чому рівний активний струм конденсатора і чи можна їм нехтувати?

    6). При якому співвідношенні між індуктивністю, ємністю і активним опором котушки резонанс струмів неможливий?

    7). Змінюючи які параметри котушки індуктивності і конденсатора можна досягти резонансу?

    8). Як визначити реактивний струм котушки індуктивності?

    9). Чому струми в котушці індуктивності і в конденсаторі при резонансі струмів неоднакові?

     






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.