Краткие теоретические сведения. Разветвленная цепь состоит из последовательно и параллельно соединенных ветвей

Разветвленная цепь состоит из последовательно и параллельно соединенных ветвей. Если произвести определенные преобразования, такую цепь можно представить эквивалентной цепью с последовательным или параллельным соединением элементов [Л.1,3].Рассмотрим параллельную схему соединения рис.1.3.1. Для этой схемы соединения напряжение будет одинаковым для всех параллельных ветвей. Ток неразветвленного участка, согласно первому закону Кирхгофа, равен , где I₁=Uy₁; I₂=Uy₂; -полная проводимость первой ветви; реактивная проводи-мость второй ветви. Для “ идеальной ” (R=0) катушки индуктивности, g₁=0, a y₁=в₁. В частном случае, когда в₁₌ в₂, , a I=0,т.e. при условии равенства реактивных проводимостей параллельных ветвей в цепи возникает режим резонанса токов, для которого характерны некоторые особенности: Ток ucточника.

I = Uy = Ug; ;

I ЛАТР

 

I₁ I₂ ~220B

C₂

 

L₁

 

 

 

R₁

 

 

 

Pиc.1.3.1. Электрическая схема цепи.

 

Анализ явления резонанса токов поясним с помощью векторной диаграммы. Построение векторной диаграммы (рис.1.3.2.) начинаем с общего вектора напряжения U. Дaлeе, в принятом масштабе, откладываем вектор тока второй ветви, I₂ = Ub₂;

При R₂ ® 0 φ₂=-90˚. Из конца вектора I₂ откладываем вектор I_1.

 

 

I₂ I₁

M_{I =}… ; M_{U =}…

j₂

 

U

j j₁

 

I a

 

Рис.1.3.2.Векторная диаграмма электрической цепи.

 

Поскольку угол j₁ не определен положение вершины “а” треугольника токов определим методом засечек согласно уравнения ,. составленному о первому закону Кирхгофа.

Для идеальной катушки индуктивности R⁰₁= 0; g₁= =0; j₁=90°; cosj=0

Для реальной катушки индуктивности R₁>0; j₁<90°; . Режим резонанса токов может быть опасен при b_L=b_C>>g,т.е. при больших L и C.Тогда Ub_L=Ub_C>>Ug; I₁=I₂>>I. При больших (нерасчетных) токах в потребителях (L, С) может возникнуть оплавление или возгорание изоляции.

С точки зрения передачи энергии режим близкий к резонансу токов всегда благоприятный, в связи с повышением коэффициента мощности и КПД линии электропередачи.

 

Порядок выполнения работы.

 

1. Собрать схему рис.1.3.3.

2. Установить с помощью автотрансформатора (ЛАТРа) напряжение 150 В и поддерживать его во время опыта неизменным. Не производя записей измерений, убедиться, что при изменении емкости от минимального до максимального (или наоборот) значения токов неразветвленной части схемы сначала убывает, а затем возрастает. Изменяя емкость повторно, произвести измерения параметров цепи, таким образом, чтобы состояние близкое к резонансному пройти с меньшим "шагом" изменения емкости С. Результаты измерений занести в табл.

 

 

ЛАТР

 

 

 

L

R C

~220B

 

Рис.1.3.3. Электрическая схема лабораторной установки.

 

Таблица

		измерено
N п	С [мкФ]	U [B]	I [A]	I1 [A]	I2 [A]
……

3. По данным опыта построить, в принятых масштабах:

1) три векторные диаграммы для режимов резонанса, до и после резонанса. Последние две построить для величины емкости наиболее удаленной от резонансной.

2) график зависимости I = f (C).

Контрольные вопросы.

1. Условие наступления резонанса токов и его характерные признаки.

2. Как определить ток неразветвленной части цепи?

3. Как определить составляющие полную и эквивалентную проводимости цепи?

4. Какой характер нагрузки соответствует случаям:

I_L>I_C, I_L<I_C, I_L=I_C .

5. Какие значения имеют параметры цепи при резонансе?

6. Как увеличить cos j установки?

7. Чем опасен резонанс токов и когда полезен?

ЛИТЕРАТУРА /1,3/.

 

 

РАБОТА N 1.4. ПРОВЕРКА ОДНОФАЗНОГО СЧЕТЧИКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

ЭНЕРГИИ.

Цель работы:

Изучение устройства, принципа действия и проверка точности измерения счетчика.