Векторная диаграмма, построенная для резонанса то­ков в параллельной  цепи, представлена на рис.21.

В простейшем случае  в электрической цепи перемен­ного тока резонанс токов достигается при неизменной  индуктивности  L  катушки, путем изменения емкости  C  батареи конденсаторов. С изменением емкостной проводимости  bc = щC  происходят изменения полной проводимости  общего тока, токов в активном сопротивлении, индуктивности и емкости активной, реактивной и полной мощностей.

Резонансные кривые в случае резонанса токов имеют  вид (рис.22,23)

  Рис. 22  Рис. 23

Анализ кривых, представленных на рис.22,23, показы­вает, что резонанс токов характеризуется рядом существенных факторов.

При резонансе токов полная проводимость всей цепи принимает минимальное значение и становится равной ак­тивной ее составляющей, т. е.:

Следовательно, ток в цепи при резонансе будет минимальным:

Коэффициенты мощности всей цепи при резонансе:

Напряжение и ток электрической цепи при резонансе токов совпадают по фазе.


Реактивная составляющая полной мощности, пот­ребляемой цепью, при  b = b С.  оказывается равной нулю:

При этом  Q L = QC  могут приобретать весьма большие значе­ния в зависимости от  b L и b С Полная мощность цепи при резонансе равна ее активной составляющей: S=yU=дU2=P

IV.  Емкостной ток  IC и индуктивная составляющая  IL  тока катушки  I K оказываются при резонансе равными по величине, а активная составляющая тока катушки Ir, ста­новится равной току  I, потребляемому из сети: 

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

IL=b=b С=IC ; Lr= д=уU=I

При этом  IL= IC  в зависимости от b и bС  могут приоб­ретать теоретически весьма большие значения и немного превышать ток I, потребляемый электрической цепью из сети. Это превышение имеет место при условии:

д<w0c=

Величина  ,  имеющая размерность проводимости, на­зывается волновой проводимостью контура. Добротность конту­ра при резонансе токов определяется по формуле:

Изменение частоты в цепи с параллельными соединениями эле­ментов приводит к изменений параметров цепи . Зависимость от частоты параметров цепи называется частотными характеристиками цепи.

Резонанс токов находит широкое применение в сило­вых электрических цепях для повышения коэффициента мощности . Повышение имеет большое народнохозяйст­венное значение. Повышение на практике обеспечивается подключением конденсаторов параллельно потребителям электрической энергии.

Порядок выполнения работы

Собрать цепь согласно рис. 24

Изменяя емкость, добиться резонанса токов и вычислить емкость конденсатора при резонансе,  ω=314 I/c 

Используя показания амперметра, вольтметра и ваттметра, рассчитать параметры индуктивной катушки (r, xL, L, Z).

3. Исследовать цепь рис.24 при изменении емкости. Напряжение сети поддерживается постоянным, а также остают­ся неизменными активное и индуктивное сопротивления цепи. Должны быть получены 3-4 показания при С<Срсз 3-4 показа­ния пря С>Срсз. Результаты внести в таблицу 5.1

Примечание: подчеркнуть строку, соответствующую состоянию резонанса токов.

4. Построить резонансные кривые , , , , , .

5. По данным п.3 построить векторные диаграммы для трех значений емкости, соответствующих состоянию до, после и при резонансе.

Таблица 5.1.


Показания приборов

Вычисления

U, B

I, A

Il, A

Ic, A

P, Bт

g

bL

bC

y

IL

C

L

R


Контрольные вопросы


Каковы условия возникновения резонанса токов? Почему резонанс в параллельной цепи называется резонансом токов? Какими способами можно добиться резонанса токов? Чему равна резонансная частота? Обязательно ли уменьшится  общий ток, если параллельно катушке включить конденсатор? Напишите формулы для определения активной, индуктивной, емкостной и полной проводимостей всей цепи. Зависит ли реактивная проводимость катушки ин­дуктивности от величины ее активного сопротивления? Поясните, изменится ли активная проводимость катушки при изменении ее индуктивности и неизменном актив­ном сопротивлении. Чем отличается резонанс токов от резонанса напряжений? Поясните, оказывает ли влияние на потребляемую активную мощность, параллельно включенная в электрическую цепь емкость. Каково применение резонанса токов? Объясните способ повышения электрической цепи при параллельном включении емкости и потребителя с ак­тивно-индуктивной нагрузкой. Поясните технико-экономическое значение повышения коэффициента мощности электрической цепи.

Лабораторная работа № 6

«Воздушный трансформатор»

       Цель работы:

Исследовать работу воздушного трансформатора при различных нагрузках. Определить параметры эквивалентной схемы воздушного трансформатора.

Краткая теория

Трансформатор представляет собой статистическое устройство, служащее для преобразования переменного во времени напряжения или тока по величине. В простейшем случае трансформатор состоит из двух электрически несоединенных и неподвижных относительно друг  друга катушек, называемых обмотками трансформатора w(рис.25). Передача энергии из первичной цепи во вторичную

производится трансформатором благодаря явлению взаимоиндукции. В данной работе исследуется трансформатор без ферромагнитного сердечника, называемый воздушным.

Обмотка трансформатора, к которой подводится питание, называется первичной, обмотка, к которой  присоединяется нагрузка -вторичной. Напряжения между зажимами обмоток и токи в этих обмотках называют соответственно первичными  и вторичными напряжениями и токами трансформатора. Цепи, в состав которых входят первичная и вторичная обмотки трансформатора, называются соответственно первичной и вторичной цепями трансформатора.

Анализ работы трансформатора упрощается, если часть схемы, содержащую индуктивные связи, заменить эквивалентной схемой без индуктивных связей (рис.26). Этот прием называют развязкой индуктивных связей. Эквивалентная  схема трансформатора с индуктивно развязанными связями описываются следующими уравнениями:

Параметры эквивалентной схемы воздушного трансформатора () определяется из опыта холостого хода последующим формулам: где 

Отсюда:

Взаимная индуктивность М определяется из выражения:

Так как катушки,  образующие воздушный

трансформатор одинаковы, то .

Вносимые сопротивления представляют собой такие сопротивления, которые следовало бы «внести» в первичную цепь (включить последовательно с r1 и х1), чтобы учесть влияние нагрузки вторичной цепи трансформатора на ток в его первичной цепи. Вносимые активное и реактивное сопротивления находятся по формулам:

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7