Электричество и магнетизм (1188650), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Ïðè ìåíüøèõ çíà÷åíèÿõ x òîê â öåïè ïðàêòè÷åñêè îòñóòñòâóåò.5. Âêëþ÷èòå àâòîòðàíñîðìàòîð (òóìáëåð 1) è, âðàùàÿ ðó÷êó 3, óñòàíîâèòå íà âîëüòìåòðå àâòîòðàíñîðìàòîðà íàïðÿæåíèå ≈ 127 Â.6. Ïåðåìåùàÿ ñåðäå÷íèê øàãàìè ïî 2 ÷ 3 ìì, ñíèìèòå çàâèñèìîñòè òîêà I , íàïðÿæåíèé UR , UL , UR+L è ìîùíîñòè PL îò êîîðäèíàòû ñåðäå÷íèêà x. Âêëþ÷èòå â ñåðèþ ñðåäíåå ïîëîæåíèå ñåðäå÷íèêà.II. åçîíàíñ íàïðÿæåíèé7. Óáåäèòåñü, ÷òî àâòîòðàíñîðìàòîð îòêëþ÷¼í îò ñåòè (òóìáëåð 1 âïîëîæåíèè ¾Âûêë¿), à ðåãóëÿòîð 3 óñòàíîâëåí íà ìèíèìàëüíîå íàïðÿæåíèå.
Ïåðåêëþ÷àòåëü ìîùíîñòè 2 óñòàíîâèòå â ïîëîæåíèå 200 Âò. Ñîáåðèòå ñõåìó ñîãëàñíî ðèñ. 2. Âûõîäíîå íàïðÿæåíèå ñíèìèòå ñ êëåìì070 Â. Ïîñëåäîâàòåëüíî ñ ïîñòîÿííûì ñîïðîòèâëåíèåì R2 ≃ 5 Îì ñîåäèíèòå êàòóøêó è ìàãàçèí ¼ìêîñòåé.8. Óñòàíîâèòå ðàáî÷èå ïðåäåëû èçìåðèòåëüíûõ ïðèáîðîâ: àìïåðìåòð 5 À, âîëüòìåòð VC 300 Â, âîëüòìåòð VΣ 75 (150) Â.9. Ïîñòàâüòå óêàçàòåëü ïåðåìåùåíèÿ ñåðäå÷íèêà â ñðåäíåå ïîëîæåíèå.Óñòàíîâèòå íà÷àëüíîå çíà÷åíèå ¼ìêîñòè C = 20 ìêÔ.10. Âêëþ÷èòå àâòîòðàíñîðìàòîð â ñåòü.
åãóëÿòîðîì 3 óñòàíîâèòå íàâîëüòìåòðå àâòîòðàíñîðìàòîðà íàïðÿæåíèå îêîëî 30 Â.11. Ìåíÿÿ ¼ìêîñòü è íàáëþäàÿ çà èçìåíåíèåì ýëëèïñà íà ýêðàíå ÝÎ,íàñòðîéòå êîíòóð â ðåçîíàíñ ñ ÷àñòîòîé ñåòè. Óáåäèòåñü, ÷òî ïðè ðåçîíàíñå òîê â öåïè ìàêñèìàëåí.62Ýëåêòðè÷åñêèå êîëåáàíèÿ12. Êàê ìîæíî òî÷íåå èçìåðüòå ðåçîíàíñíûé òîê I è ðåçîíàíñíûå íàïðÿæåíèÿ íà ¼ìêîñòè UC, ðåç è íà êîíòóðå UΣ, ðåç .Îöåíèòå íà ìåñòå äîáðîòíîñòü êîíòóðà ïî îðìóëå (10).13.
Çàïèøèòå ðåçîíàíñíîå çíà÷åíèå ¼ìêîñòè C , êîîðäèíàòó ïîëîæåíèÿñåðäå÷íèêà ïðè ðåçîíàíñå, âåëè÷èíó äîïîëíèòåëüíîãî ñîïðîòèâëåíèÿR2 , ñîïðîòèâëåíèå ðåîñòàòà R1 è õàðàêòåðèñòèêè ïðèáîðîâ.14. Óáåðèòå âõîäíîå íàïðÿæåíèå äî íóëÿ, îòêëþ÷èòå àâòîòðàíñîðìàòîð îò ñåòè è ðàçáåðèòå ñõåìó.
Ñåðäå÷íèê êàòóøêè îñòàâüòå â ñðåäíåì(ðåçîíàíñíîì) ïîëîæåíèè.15. Íå èçìåíÿÿ ïîëîæåíèÿ ñåðäå÷íèêà, ñíà÷àëà èçìåðüòå îìè÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå âèòêîâ êàòóøêè ñ ïîìîùüþ îììåòðà, à çàòåì L è rL ñïîìîùüþ ìîñòà ïåðåìåííîãî òîêà.III. Îáðàáîòêà ðåçóëüòàòîâ16. Ïî ðåçóëüòàòàì èçìåðåíèé PL è I âû÷èñëèòå çíà÷åíèÿ rL ïî îðìóëå (5), à çàòåì îïðåäåëèòå L (ñì. (3)). ×àñòîòà ñåòè ν0 = 50 ö.Ïîñòðîéòå íà îäíîì ëèñòå ãðàèêè çàâèñèìîñòåé L è rL îò ïîëîæåíèÿ ñåðäå÷íèêà è îïðåäåëèòå ïî íèì çíà÷åíèÿ L è rL , ñîîòâåòñòâóþùèåñðåäíåìó (ðåçîíàíñíîìó) ïîëîæåíèþ ñåðäå÷íèêà.17.
Äëÿ ñðåäíåãî ïîëîæåíèÿ ñåðäå÷íèêà ïîñòðîéòå âåêòîðíóþ äèàãðàììó íàïðÿæåíèé: òðåóãîëüíèê ïî òð¼ì ñòîðîíàì ïðè ãîðèçîíòàëüíîìðàñïîëîæåíèè UR (ðèñ. 2.7).Îòëîæèòå íà äèàãðàììå àêòèâíóþ (UL, àêò ) è ðåàêòèâíóþ (UL, ðåàêò )ñîñòàâëÿþùèå íàïðÿæåíèÿ íà êàòóøêå è ðàññ÷èòàéòå ïî íèì çíà÷åíèÿ L è rL .Îïðåäåëèòå ïî äèàãðàììå cos θ ñäâèã àç ìåæäó òîêîì è íàïðÿæåíèåì íà êàòóøêå è ñðàâíèòå ñ ðàñ÷¼òîì ïî îðìóëå (5).18. Ñ ïîìîùüþ âåêòîðíîé äèàãðàììû ïî òåîðåìå êîñèíóñîâ âûðàçèòåìîùíîñòü PL , âûäåëÿåìóþ íà êàòóøêå, ÷åðåç íàïðÿæåíèÿ UR , UL , UR+Lè ñîïðîòèâëåíèå R1 (ìåòîä òð¼õ âîëüòìåòðîâ).àññ÷èòàéòå ýòèì ìåòîäîì âåëè÷èíó PL äëÿ ñðåäíåãî ïîëîæåíèÿñåðäå÷íèêà è ñðàâíèòå ñ ïîêàçàíèÿìè âàòòìåòðà.19.
àññ÷èòàéòå àêòèâíîå ñîïðîòèâëåíèå êàòóøêè rL ÷åðåç òîê è íàïðÿæåíèå íà êîíòóðå (ñì. (9) è (8)).20. àññ÷èòàéòå L è rL ÷åðåç äîáðîòíîñòü Q (ñì. (10), (6), (7) è (8)).21. Çàíåñèòå ðåçóëüòàòû â òàáëèöó:Ìîñò Å7rLLðàèêÂåêò.äèàãð.Òàáëèöà 1f (Iðåç ,UΣ, ðåç ) f (Q)àáîòà 3.2.363Ñðàâíèòå âåëè÷èíû L è rL , îïðåäåë¼ííûå ðàçíûìè ñïîñîáàìè22. Îöåíèòå ïîãðåøíîñòè. Ïîäóìàéòå î ïðè÷èíàõ ðàñõîæäåíèÿ ðåçóëüòàòîâ.Êîíòðîëüíûå âîïðîñû1. Ïî÷åìó ïîêàçàíèå âîëüòìåòðà VR+L íå ðàâíî ñóììå ïîêàçàíèé âîëüòìåòðîâVR è VL ?  íàøåì ñëó÷àå VR+L < VR + VL .
Ìîæåò ëè íåðàâåíñòâî èìåòüäðóãîé çíàê?2. Ïî÷åìó ïðè ðåçîíàíñå â ñõåìå íà ðèñ. 2 ýëëèïñ íà ýêðàíå îñöèëëîãðààâûðîæäàåòñÿ â ïðÿìóþ?3. Èç ÷åãî ñêëàäûâàåòñÿ àêòèâíîå ñîïðîòèâëåíèå êàòóøêè ñ ñåðäå÷íèêîì?4. Ïîÿñíèòå ïðèíöèï ðàáîòû âàòòìåòðà.5. Âûïîëíÿåòñÿ ëè óñëîâèå êâàçèñòàöèîíàðíîñòè òîêîâ â èñïîëüçóåìîé ñõåìå?Ïî÷åìó?6. Íà êàêîé ÷àñòîòå ãóäèò êàòóøêà?ÑÏÈÑÎÊ ËÈÒÅÀÒÓÛ1. Ñèâóõèí Ä.Â. Îáùèé êóðñ èçèêè.
Ò. III. Ýëåêòðè÷åñòâî. Ì.: Íàóêà,1983. 129, 130.2. Êàëàøíèêîâ Ñ.. Ýëåêòðè÷åñòâî. Ì.: Íàóêà, 1977. 220, 227, 228.àáîòà 3.2.3åçîíàíñ òîêîâÖåëü ðàáîòû: èçó÷åíèå ïàðàëëåëüíîé öåïè ïåðåìåííîãî òîêà, íàáëþäåíèå ðåçîíàíñà òîêîâ. ðàáîòå èñïîëüçóþòñÿ: ëàáîðàòîðíûé àâòîòðàíñîðìàòîð(ËÀÒ), ðàçäåëèòåëüíûé ïîíèæàþùèé òðàíñîðìàòîð, ¼ìêîñòü,äðîññåëü ñ ïåðåìåííîé èíäóêòèâíîñòüþ, òðè àìïåðìåòðà, âîëüòìåòð,ðåîñòàò, ýëåêòðîííûé îñöèëëîãðà, îììåòð, ìîñò ïåðåìåííîãî òîêà. ðàáîòå èçó÷àåòñÿ ïàðàëëåëüíûé êîíòóð, îäíà èç âåòâåé êîòîðîãîñîäåðæèò èíäóêòèâíîñòü L, äðóãàÿ ¼ìêîñòü C (ñì.
ðèñ. 2.9). ×åðåç rLîáîçíà÷åíî àêòèâíîå ñîïðîòèâëåíèå êàòóøêè, êîòîðîå âêëþ÷àåò â ñåáÿêàê ÷èñòî îìè÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå âèòêîâ êàòóøêè, òàê è ñîïðîòèâëåíèå, ñâÿçàííîå ñ ïîòåðÿìè ýíåðãèè ïðè ïåðåìàãíè÷èâàíèè ñåðäå÷íèêàêàòóøêè. Àêòèâíûì ñîïðîòèâëåíèåì ¼ìêîñòíîé âåòâè êîíòóðà ìîæíîïðåíåáðå÷ü, ò. ê. èñïîëüçóåìûé â ðàáîòå êîíäåíñàòîð îáëàäàåò ìàëûìèïîòåðÿìè.64Ýëåêòðè÷åñêèå êîëåáàíèÿKËÀÒ∅∅ ∅∅∼ 220 B 50 ö∅∅ÎñöèëëîãðàA2 A3ÑåòüA1 ∅XY∅Òð.g gV6 6∅ ∅ rL C LX Y∅ ∅ r∅ ∅∅∅∅∅∅∅∅∅∅Îáùèéèñ.
1. Ñõåìà äëÿ èññëåäîâàíèÿ ðåçîíàíñà òîêîâÝêñïåðèìåíòàëüíàÿ óñòàíîâêà. Ñõåìà ýêñïåðèìåíòàëüíîé óñòàíîâêè ïðèâåäåíà íà ðèñ. 1. Íàïðÿæåíèå îò ñåòè (220 Â, 50 ö) ñ ïîìîùüþËÀÒà ÷åðåç ïîíèæàþùèé òðàíñîðìàòîð Òð ïîäà¼òñÿ íà ïàðàëëåëüíûé êîíòóð, ñîäåðæàùèé êîíäåíñàòîð (C = 120 ìêÔ) è êàòóøêó, èíäóêòèâíîñòü êîòîðîé çàâèñèò îò ãëóáèíû ïîãðóæåíèÿ ñåðäå÷íèêà. Ïîëíûé òîê â öåïè èçìåðÿåòñÿ ñ ïîìîùüþ ìíîãîïðåäåëüíîãî àìïåðìåòðàA1 ; äëÿ èçìåðåíèÿ òîêîâ â L- è C -âåòâÿõ èñïîëüçóþòñÿ äâà îäèíàêîâûõ àìïåðìåòðà A2 è A3 ; íàïðÿæåíèå íà êîíòóðå êîíòðîëèðóåòñÿ ýëåêòðîííûì âîëüòìåòðîì V .
Ïîñëåäîâàòåëüíî ñ êîíòóðîì âêëþ÷¼í ðåçèñòîð r ðåîñòàò ñ ïîëíûì ñîïðîòèâëåíèåì ≃ 100 Îì.Äëÿ íàáëþäåíèÿ çà ñäâèãîì àç ìåæäó ïîëíûì òîêîì è íàïðÿæåíèåì íà êîíòóðå èñïîëüçóåòñÿ îñöèëëîãðà. Ñèãíàë, ïðîïîðöèîíàëüíûéòîêó, ñíèìàåòñÿ ñ ðåçèñòîðà r è ïîäà¼òñÿ íà âõîä Y îñöèëëîãðàà. Íàâõîä X ïîäà¼òñÿ íàïðÿæåíèå íåïîñðåäñòâåííî ñ êîíòóðà. Ïðè íàëè÷èèñäâèãà àç ìåæäó ýòèìè íàïðÿæåíèÿìè íà ýêðàíå âèäåí ýëëèïñ, à ïðèíóëåâîì ñäâèãå àç ýëëèïñ âûðîæäàåòñÿ â ïðÿìóþ.ÇÀÄÀÍÈÅ ðàáîòå ïðåäëàãàåòñÿ ñíÿòü ïðè ïîñòîÿííîì íàïðÿæåíèè U çàâèñèìîñòè òîêîâ IL , IC è ïîëíîãî òîêà I îò èíäóêòèâíîñòè êàòóøêè (ãëóáèíû ïîãðóæåíèÿ ñåðäå÷íèêà), à òàêæå îïðåäåëèòü ðåçîíàíñíûå õàðàêòåðèñòèêè êîíòóðà: ïîëíîå ñîïðîòèâëåíèå Rðåç , äîáðîòíîñòü Q, àêòèâíîåñîïðîòèâëåíèå rL è èíäóêòèâíîñòü êàòóøêè Lðåç.1.
Ñîáåðèòå ñõåìó ñîãëàñíî ðèñ. 1. Äëÿ àìïåðìåòðîâ A2 è A3 óñòàíîâèòå ïðåäåëû èçìåðåíèÿ 1 À, äëÿ A1 0,5 À. Óáåäèòåñü, ÷òî ðåîñòàò r âêëþ÷¼í íà ìàêñèìàëüíîå ñîïðîòèâëåíèå. Ïîëíîñòüþ ââåäèòåñåðäå÷íèê â êàòóøêó. Ïî øêàëå íà êîðïóñå êàòóøêè ýòî ñîîòâåòñòâóåòìèíèìàëüíîìó äåëåíèþ.àáîòà 3.2.3652. Óñòàíîâèòå äâèæîê ËÀÒà â ïîëîæåíèå, ñîîòâåòñòâóþùåå ìèíèìóìó âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ (êðàéíåå ëåâîå). Âêëþ÷èòå â ñåòü ËÀÒ,êàòîäíûé âîëüòìåòð è îñöèëëîãðà.Ïëàâíûì ïîâîðîòîì äâèæêà ËÀÒà óñòàíîâèòå íàïðÿæåíèå íà êîíòóðå (ïî ýëåêòðîííîìó âîëüòìåòðó) V = 10 Â.3. Âûäâèãàÿ ñåðäå÷íèê äðîññåëÿ è ïîääåðæèâàÿ ñ ïîìîùüþ ËÀÒà ïîñòîÿííîå íàïðÿæåíèå, îïðåäåëèòå äèàïàçîí ïåðåìåùåíèÿ ñåðäå÷íèêà,âíóòðè êîòîðîãî îáùèé òîê I â êîíòóðå íå ïðåâûøàåò 0,5 À.Íå ñëåäóåò ìåíÿòü ïðåäåëû èçìåðåíèÿ íà àìïåðìåòðàõ â òå÷åíèåâñåé ñåðèè.4.
Ïîäîáðàâ ðàáî÷èé äèàïàçîí, ñíèìèòå çàâèñèìîñòè I , IL è IC îò êîîðäèíàòû ñåðäå÷íèêà (U = const).Âáëèçè ðåçîíàíñà ïîëíûé òîê I ìàë è ïî øêàëå 0,5 À èçìåðÿåòñÿíåòî÷íî, íî äëÿ íàáëþäåíèÿ çà îáùèì õîäîì èçìåíåíèé ýòî íåñóùåñòâåííî.Îòìåòüòå, ïðè êàêèõ òîêàõ ýëëèïñ íà ýêðàíå îñöèëëîãðàà âûðîæäàåòñÿ â ïðÿìóþ.5. Âåðíèòå ñèñòåìó â ïîëîæåíèå ðåçîíàíñà (ìèíèìóì ïîëíîãî òîêà â öåïè) è, óáðàâ íàïðÿæåíèå äî íóëÿ, ïåðåêëþ÷èòå àìïåðìåòð A1 íà ïðåäåëèçìåðåíèé 0,1 À.6. Êàê ìîæíî òî÷íåå èçìåðüòå ðåçîíàíñíûå çíà÷åíèÿ òð¼õ òîêîâ è íàïðÿæåíèå è óáåäèòåñü ñ ïîìîùüþ îñöèëëîãðàà, ÷òî ïîëíîå ñîïðîòèâëåíèå öåïè ÷èñòî àêòèâíîå.Îöåíèòå íà ìåñòå äîáðîòíîñòü êîíòóðà ïî îðìóëå (2.66).Äëÿ èçìåðåíèÿ rL îñòàâüòå ñåðäå÷íèê â ðåçîíàíñíîì ïîëîæåíèè.7. Óáðàâ íàïðÿæåíèå äî íóëÿ, îòêëþ÷èòå ËÀÒ îò ñåòè è ðàçáåðèòåñõåìó.8. Èçìåðüòå ñîïðîòèâëåíèå âèòêîâ êàòóøêè ñ ïîìîùüþ îììåòðà.9.
Èçìåðüòå àêòèâíîå ñîïðîòèâëåíèå êàòóøêè rL è ðåçîíàíñíîå çíà÷åíèå èíäóêòèâíîñòè L ïîìîùüþ ìîñòà ïåðåìåííîãî òîêà. Óêàæèòå òèïìîñòà (ïîòåðè íà ïåðåìàãíè÷èâàíèå çàâèñÿò îò ðàáî÷åé ÷àñòîòû ìîñòà).Îáðàáîòêà ðåçóëüòàòîâ1. Ïîñòðîéòå íà îäíîì ãðàèêå çàâèñèìîñòè òîêîâ I , IL è IC îò ïîëîæåíèÿ ñåðäå÷íèêà: I = f (x) (x îòñ÷¼ò ïî øêàëå â ìì).2. àññ÷èòàéòå äîáðîòíîñòü êîíòóðà Q ÷åðåç òîêè (ñì.
(2.66)), à ðåçîíàíñíîå ñîïðîòèâëåíèå Rðåç ÷åðåç ïîëíûé òîê è íàïðÿæåíèå(ñì. (2.62) è (2.65)).3. àññ÷èòàéòå Lðåç ÷åðåç ¼ìêîñòü C è ÷àñòîòó ω0 (ν0 = 50 ö), à rL ÷åðåç ¼ìêîñòü è äîáðîòíîñòü (ñì. (2.61)).66Ýëåêòðè÷åñêèå êîëåáàíèÿ4. àññ÷èòàéòå èíäóêòèâíîñòü Lðåç ÷åðåç U è IL, ðåç (ñì. (2.63)).5. Ïîñòðîéòå â ìàñøòàáå âåêòîðíóþ äèàãðàììó òîêîâ ïðè ðåçîíàíñå: òðåóãîëüíèê ïî òð¼ì ñòîðîíàì ïðè âåðòèêàëüíîì âåêòîðå IC, ðåç(ðèñ. 2.10). Îòëîæèòå íà ýòîé äèàãðàììå íàïðÿæåíèå íà êàòóøêå UL == UC è ïîñòðîéòå àêòèâíóþ (UL, àêò ) è ðåàêòèâíóþ (UL, ðåàêò ) ñîñòàâëÿþùèå íàïðÿæåíèÿ íà êàòóøêå. àññ÷èòàéòå ïî íèì rL è Lðåç .6. Ñðàâíèòå ðåçîíàíñíûå çíà÷åíèÿ Lðåç è rL , îïðåäåë¼ííûå ðàçíûìèñïîñîáàìè:Ìîñò Å7rLLÎììåòðf (Uðåç, IL,ðåç )Òàáëèöà 1f (Q) Âåêò.äèàãð.7.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
