Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Сервис онлайн-записи на собственном Telegram-боте
    Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое расписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
    Для новых пользователей первый месяц бесплатно.
    Чат-бот для мастеров и специалистов, который упрощает ведение записей:
    Сам записывает клиентов и напоминает им о визите;
    Персонализирует скидки, чаевые, кэшбэк и предоплаты;
    Увеличивает доходимость и помогает больше зарабатывать;
    Начать пользоваться сервисом
  • Мета роботи. Дослідити режими роботи електричного кола з паралельним з’єднанням котушки індуктивності і ємності при різних частотах






    Дослідити режими роботи електричного кола з паралельним з’єднанням котушки індуктивності і ємності при різних частотах, і експериментально визначити L і C, при яких виникає резонанс.

     

     

    7.2. Короткі теоретичні відомості

    На відміну від кола з послідовним з’єднанням, в якому струм у всіх елементах однаковий, в колах з паралельним з’єднанням віток однаковою буде напруга на цих вітках. Тому метою досліджень будуть струми віток.

     

     

    Рис. 7.1.

     

    На прикладі кола, яке складається з паралельно ввімкнених котушки з індуктивністю L і активним опором R1 та конденсатора С, можна дослідити зв’язки між напругою живлення U і струмами і, і1, і С (рис. 7.1) за допомогою векторної діаграми. Побудову векторної діаграми починають з вектора напруги . Модуль вектора струму котушки

    /7.1/

     

    оскільки R1 і xL= ω L з’єднані послідовно. Відкладають цей вектор відносно вектора під кутом

    /7.2/

     

    Вектор розкладають на активну Ia =I1cosφ 1 і реактивну IL=I1sinφ 1 складові, як показано на рис.7.2.

    Модуль вектора струму обчислюють, користуючись формулою

     

    /7.3/

     

    Вектор струму випереджає вектор напруги на кут .

    Струм в нерозгалуженій частині кола дорівнює геометричній сумі струмів віток:

     

    Модуль цього вектора

     

    /7.4/

     

    а кут між векторами і знаходять безпосередньо із векторної діаграми або обчислюють за формулою

    /7.5/

    Активна складова струму першої вітки

     

    /7.6/

    де – активна провідність першої вітки.

    Реактивна складова струму першої вітки

     

    /7.7/

    де – індуктивна провідність першої вітки.

    Струм другої вітки

    , /7.8/

     

    де b=wС – ємнісна провідність другої вітки.

    Підставимо в /7.4/ замість струмів у вітках їх значення згідно формул /7.6/, /7.7/ і /7.8/ і одержимо

     

    /7.9/

     

    де Y – повна провідність кола.

    Якщо в колі паралельно з’єднано n віток, то активна провідність кола

    ; /7.10/

     

    реактивна індуктивна провідність кола

     

    /7.11/

     

    і реактивна ємнісна провідність кола

    /7.12/

     

    де і – номер вітки кола (і=1, 2, …, n).

    Повна провідність кола

    /7.13/

     

    Отже, як і в /7.9/, закон Ома для кола з паралельним з’єднанням n віток має вигляд

    I=YU. / 7.14/

     

    Як видно з рівняння /7.13/ характер струму в колі з паралельним з’єднанням віток залежить від величини провідностей та різниці bL і bC.

    При bL > bC струм IL > IC і повна провідність буде мати активно-індуктивний характер. Струм в нерозгалуженій частині кола (рис.7.1) буде відставати від напруги на кут , як показано на векторній діаграмі (рис. 7.3, а).

    При bL < bC струм IL < IC і повна провідність кола буде активно-ємнісною. Струм в нерозгалуженій частині буде випереджати напругу на кут , як показано на векторній діаграмі (рис. 7.3, б).

     

    При bL = bC струм IL = IC, провідність кола стає рівною активній провідності (Y=g). Струм в нерозгалуженій частині кола збігається з напругою і визначається лише активною складовою провідності. Це явище спостерігається при резонансі струмів. При цьому відбувається обмін енергією магнітного поля котушки індуктивності з енергією електричного поля конденсатора з частотою . При резонансі струми IL і IC можуть значно перевищувати струм в нерозгалуженій частині кола, як видно з векторної діаграми (рис. 7.3, в). Тому резонанс в колі з паралельним з’єднанням віток називають резонансом струмів.

    Для електричних кіл з n паралельними вітками умовою резонансу струмів є рівність реактивних провідностей:

     

    /7.15/

     

    Для кола, що на рис. 7.1, умовою резонансу є

     

    або /7.16/

     

    З рівняння /7.16/ видно, що резонансу струмів в колі можна досягнути зміною частоти ω, індуктивності котушки L або ємності С.

    Якщо L і С сталі величини, то частота, при якій виникає явище резонансу, називається резонансною і позначається ω 0. Згідно з /7.16/ резонансна частота

    /7.17/

     

    На відміну від кола з послідовним з’єднанням R, L і С елементів, в якому власна частота коливань в колі з паралельним з’єднанням ω 0 залежить не тільки від L і С, а також від активного опору R1. Із /7.17/ слідує, що > ω 0 і тільки за умови R1=0 0.

    При незмінних ω і L досягають резонансу зміною С, величина якої становитиме

    /7.18/

     

    Як видно з /7.18/ активний опір R1 зменшує величину С 0 порівняно з випадком, коли R1 = 0 ().

    Часто в радіотехніці добиваються виникнення резонансу зміною індуктивності котушки L при сталих значеннях і С. У цьому випадку згідно рівняння /7.16/ резонанс настає при

     

    . /7.19/

     

    Слід відмітити, що при резонансі стосовно джерела напруги коло веде себе так, ніби реактивні елементи відсутні в ньому. Це зумовлене

     

     

    Рис. 7.4

     

    тим, що реактивні струми IL і IC знаходяться у протифазі (зсунуті в часі на кут π), тобто сума миттєвих значень цих струмів дорівнює нулю.

    На рис. 7.4 зображені графіки I, I1, IC і φ =f(ω), із яких видно, що струм в нерозгалуженій частині кола змінюється за параболічним законом, а струм в конденсаторі – за лінійним.

    Потужності, які споживають елементи кола, визначають за формулами:

    активна /7.20/

     

    реактивна /7.21/

     

    і повна /7.22/

     

    Електричні кола з паралельним з’єднанням віток знайшли широке застосування в різних галузях, зокрема, в електротехніці та електроніці. Це пояснюється тим, що при належній добротності вони мають досить ефективні фільтраційні властивості. В силових електротехнічних пристроях паралельне приєднання конденсаторів до споживача з активно-індуктивним опором (асинхронний двигун) підвищує коефіцієнт потужності (cosφ), що зменшує величину споживаючого струму і втрати потужності в мережі.

     

     






    © 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.