Лабораторная работа Исследование резонанса токов


Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение
Республики Крым
«Феодосийский политехнический техникум»
Согласовано
старший методист
_______ Т.Н. Старовойтова
"___"_______2017г.
ПЛАН – КОНСПЕКТ
ОП.03. Электротехника
Специальность 08.02.09 Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий
Рассмотрено на заседании цикловой комиссии электротехнических дисциплин.
Протокол № от " __ " 2017 г.
Председатель цикловой комиссии _____________________ В.Н.Новосад
Преподаватель ___________ У.Д. Белялова
2017 г
План открытого занятия
Группа МЭП3 15 1/9
Специальность 08.02.09 Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий
Дата проведения
Тема занятия: Исследование резонанса токов.
Тип занятия: лабораторная работа.
Цели занятия:
Учебная: исследование резонансных явлений в электрической цепи переменного тока.
Воспитательная: воспитание усидчивости, терпеливость и ответственное отношение к выполнению порученного задания.
Развивающая: привитие навыков образного мышления
Мотивация занятия: изучение темы позволит использовать полученные знания в быту, помогут лучше понимать суть компенсации реактивной мощности в цепях переменного тока, при расчетах курсового и дипломного проектирования.
Материально техническое оснащение занятия: лабораторный стенд (набор сопротивлений, магазин емкостей, источник питания), измерительные приборы и оборудование (амперметры – 4 шт, вольтметр – 1 шт, фазометр – 1 шт, ЛАТР(лабораторный автотрансформатор)), соединительные провода, калькулятор, методические указания, справочная литература.
План занятия
1. Организационная часть.
2. Сообщение темы и цели занятия.
3. Актуализация опорных знаний (допуск студентов к лабораторной работе).
4. Проведение лабораторной работы, с использованием элементов проблемного обучения.
5. Оформление отчета.
6. Подведение итогов занятия.
7. Домашнее задание.
Опорный конспект занятия
1. План занятия
1. Организационная часть.
2. Сообщение темы и цели занятия.
Тема: Исследование резонанса токов
2. Цели занятия:
Учебная: исследование резонансных явлений в электрической цепи переменного тока.
Воспитательная: воспитание усидчивости, терпеливости и ответственного отношения к выполнению порученного задания.
Развивающая: привитие навыков образного мышления
Мотивация занятия: изучение темы позволит использовать полученные знания в быту, помогут лучше понимать суть компенсации реактивной мощности в цепях постоянного тока.
3. Актуализация опорных знаний (допуск студентов к лабораторной работе - тест)
Вопрос Ответ
№ Содержание № Содержание
1 При каком соединении индуктивности и емкости в цепи синусоидального тока возникает резонанс токов? 1 Последовательном
2 Параллельном
3 В цепи с указанными элементами резонанс токов невозможен
4 Резонанс токов возможен только в цепи постоянного тока
2
Может ли возникнуть резонанс токов, если цепь синусоидального тока состоит из активного и индуктивного сопротивлений? 1 да
2 нет
3 Резонанс напряжений возможен только в цепи постоянного тока
- -
3 Может ли возникнуть резонанс токов, если цепь синусоидального тока состоит из активного и емкостного сопротивлений? 1 да
2 нет
3 Резонанс напряжений возможен только в цепи постоянного тока
- -
4 Возможно ли возникновение резонанса токов, если цепь синусоидального тока содержит активное, индуктивное и емкостное сопротивления? 1 да
2 нет
3 Резонанс токов возможен только в цепи постоянного тока
- -
5 Резонанс токов в цепи синусоидального тока возможен при условии 1 Параллельное соединение RLC, 1LC, ХL=XC
2 Параллельное соединение RLC, LCR, ХL=XC
3 Параллельное соединение RLC, LC4 Последовательное соединение RLC, LC6 Резонансная частота ω резонансного колебательного контура равна 1 LC2 LCR3 1LC4 LC
7 Коэффициент мощности при резонансах токов и напряжений равен 1 1
2 0
3 0,5
4 -1
8 Напряжения на реактивных элементах могут быть больше напряжения питания 1 при резонансе напряжений
2 при резонансе токов
3 при обоих видах резонанса
4 напряжения на реактивных элементах не могут быть больше напряжения питания
9 Если в колебательном контуре увеличить индуктивность без изменения сопротивления и емкости, резонансная частота 1 уменьшится
2 увеличится
3 не изменится
4 станет равной нулю
Проведение лабораторной работы, с использованием элементов проблемного обучения.
4.1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Резонансом называется явление, при котором в колебательном контуре частота свободных колебаний совпадает с частотой вынужденных колебаний. В электричестве аналогом колебательного контура служит цепь, состоящая из сопротивления, ёмкости и индуктивности. В зависимости от того как они соединены различают резонанс напряжений и резонанс токов.
  Резонанс токов возникает в цепи с параллельно соединёнными катушкой резистором и конденсатором (Рисунок 1)

Рисунок 1 – Схема параллельного соединения RLC элементов
  Условием возникновения резонанса токов является равенство частоты источника резонансной частоте w=wр, следовательно проводимости BL=BC. То есть при резонансе токов, ёмкостная и индуктивная проводимости равны.
  Для наглядности графика, на время отвлечёмся от проводимости и перейдём к сопротивлению. При увеличении частоты полное сопротивление цепи растёт, а ток уменьшается. В момент, когда частота равна резонансной, сопротивление Z максимально, следовательно, ток в цепи принимает наименьшее значение и равен активной составляющей.

Рисунок 2 – Резонансные кривые
  Выразим резонансную частоту 

Явление резонанса может носить как положительный, так и отрицательный характер. Например, любой радиоприемник имеет в своей основе колебательный контур, который с помощью изменения индуктивности или емкости настраивают на нужную радиоволну. С другой стороны, явление резонанса может привести к скачкам напряжения или тока в цепи, что в свою очередь приводит к аварии.
4.2. СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ

Рисунок 3 – Схема электрическая
Векторная диаграмма резонанса токов в цепи (рисунок 3) имеет вид:

Рисунок 4 - Векторная диаграмма резонанса токов.
Таблица 1 – данные исследования
Измеренные данные Расчетные данные
Вид явления U, B I1, A I2, A I3, A I, A Cos φ φ Z, Ом XL, Ом XC, Ом R, Ом
Дорезонансное явление Резонансное явление Послерезонансное явление 4.3. ХОД РАБОТЫ
Собрать электрическую схему, указанную на рисунке 3.
Показать цепь преподавателю для проверки.
Подать питание на схему, установить необходимое напряжение (200В)
Снять показания в первую строку таблицы1 (дорезонансное явление)
Изменяя емкость конденсатора, добиться резонанса токов, записать показания приборов в таблицу1 (резонансное явление)
Увеличивать емкость конденсаторов до максимального его значения, записать показания приборов в таблицу1 (послерезонансное явление)
По расчетным формулам найти сопротивления элементов.
Сделать вывод (в выводе сравнить дореонансные, резонансные и послерезонансные явления)
РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ
Z = U/I
XL = ω∙L = 2π∙f∙L,
Xc = U/I, Ом,   C = 1/2πf · Xc, Ф.
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
Наименование работы.
Цель работы.
Приборы и оборудование.
Электрическая схема
Расчет сопротивлений, заполнение таблицы.
Вывод по работе.
Ответ на контрольные вопросы
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
Что называется резонансом?
Как на опыте получить явление резонанса токов в цепи переменного тока?
Можно ли получить явление резонанса в цепях постоянного тока? Объяснить причину.
Назовите условия возникновения резонанса токов.
Где используются резонансные явления?
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК
Алиев И.И. Электротехника и электрооборудование [Электронный ресурс]: справочник. Учебное пособие для вузов/ Алиев И.И.— Электрон. текстовые данные.— Саратов: Вузовское образование, 2014.— 1199 c.— Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/9654.— ЭБС «IPRbooks», по паролю
Ермуратский П.В. Электротехника и электроника [Электронный ресурс]/ Ермуратский П.В., Лычкина Г.П., Минкин Ю.Б.— Электрон. текстовые данные.— М.: ДМК Пресс, 2014.— 416 c.— Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/7755.— ЭБС «IPRbooks», по паролю
Семенова Н.Г. Теоретические основы электротехники. Часть 1 [Электронный ресурс]: ЭБС «IPRbooks», по паролю

Приложенные файлы


Добавить комментарий