Tanulmány rezonancia áram és feszültség - labor
Tanulmány rezonancia áram és feszültség
Műszerek és kiegészítők. Reostat tekercs egy csúszó vasmag, tartályok tárolására, ampermérő, voltmérő.
Resonance stressz. Tekintsünk egy elektromos áramkör, amely sorba kapcsolt kapacitív R. C rezisztencia, L induktivitása és a váltakozóáramú tápforrás (ábra. 1). Az áramkör tartalmaz tekercs és kondenzátor, bizonyos körülmények között, az elektromos rezgések lépnek fel, amelyre ez az úgynevezett rezgőkör. En rezgési frekvenciája határozza meg paraméterek rezgőkörrel és
A laboratórium a beállítás lehetővé teszi a változó a kívánt a kísérletvezető paraméterek L és C bizonyos korlátok, és ezért változtatni a a lengések saját frekvenciája az áramkörben.
Hagyja, hogy a figyelembe vett áramkör sorosan kapcsolt hálózathoz, amelynek kimeneti feszültség változik az idővel gyakorisággal harmonikusan alábbiak szerint:
Befolyása alatt ez a feszültség váltakozó áram azonos frekvenciájú hullámok az áramkörben. A jelenlegi szakasz eltérhet a feszültség fáziskülönbség legyen feszültség fázisok és áram radián.
U
m. Im - feszültség és áram amplitúdója, amely szer hatékonyabbak értékeket jelző műszer.
Szerint Ohm törvénye az AC áram amplitúdója és feszültség kapcsolódik az alábbiak szerint:
A különbség a jelenlegi és a feszültség fázisok meghatározása a kapcsolatban
Az érték az úgynevezett teljes ellenállása az áramkör, amely áll egy aktív L R. induktív és kapacitív 1 / S ellenállások.
Vegyük azt az esetet, amikor az AC dolgozik egy állandó frekvenciájú . Változtatásával az induktivitás (vagy kapacitív) áramkör biztosítja, hogy az induktív reaktancia volt egyenlő nagyságú a kapacitív L = 1 / S. Ez történik akkor, ha a termék LC lesz egyenlő 1 / 2. azaz amikor a természetes frekvencia (1) kontúr 0 pontosan egybeesnek a frekvenciája egy oszcillációs forrás. Ebben az esetben a rezonancia frekvencia hívják
A véletlen a frekvencia az alábbi eredményeket.
1. Teljes impedanciájú áramköri Z válik legkisebb az összes lehetséges értékei az adatokat R, L, C
2.Tok áramlik az áramkör és az energiafogyasztás a forrás képlet szerint (4) válik legnagyobb egy adott bemeneti feszültség U.
3.Padeniya feszültség a kapacitás és induktivitás között azonos nagyságrendű UC = UL és ellenkező fázisban.
4.Padenie feszültség az aktív ellenállást egyenlővé válik a feszültség az áramkör külső UR = U.
5.Blagodarya tény, hogy a jelenlegi eléri a maximális értéket, a kondenzátor feszültsége és a feszültség a tekercs eléri a jelentős értékeket meghaladja az ilyen feszültség alatt más körülmények között. Ez a jelenség növeli a feszültséget a reaktív elemek sorba elektromos RCL-lánc neve feszültség rezonancia.
P
roillyustriruem jelenségek által leírt vektor ábrák a 2. ábrán látható (lásd a grafikonok. Lab № 324).
Azt feltételezzük, hogy a kísérletek során a kapacitás változatlan marad, és az induktivitás is zökkenőmentesen változtatható, így a természetes frekvencia az áramkör lehet kisebb és nagyobb, mint a forrás frekvenciája, és egyenlő vele. Az utóbbi feltétel megfelel a rezonancia frekvencia és az úgynevezett rezonancia.
Ha az induktivitás az áramkör kisebb, mint az érték, amelynél rezonancia lép, az áramkör-rezisztencia, ami kapacitív jellegű (1 / SL) és a teljes feszültség az alábbi képlet szerint (5) lemaradt az aktuális - (2a ábra).
Ha induktivitás meghaladja a megfelelő rezonancia értékét, a terhelés induktív válik, azaz L1 / S, bemeneti feszültség ami a jelenlegi az áramkörben. A (5) képlet magában foglalja, hogy az érintő a fázisszög pozitív. A vektor diagramján ebben a helyzetben az ábrán látható. 2.
Ábra. 2b ábra egy diagram a rezonancia feltételei, amely tükrözi a fent említett jellemzőkkel (p.1-5 o. 126).
A rezonancia áramlatok. Tekintsük elágazó láncú induktivitás és kapacitás, párhuzamosan kapcsolt a váltakozó áramú forrás (3. ábra). A feszültség a bemeneti áramkör változik ugyanaz a törvény (2)
Ez gyakori az induktivitás és kapacitás.
Mi a jelenlegi, a kondenzátor a tekercs és az egész lánc?
Ahhoz, hogy ezekre a kérdésekre válaszolni, akkor vektort diagram. Az építkezés kezdődik meg a feszültség tengelyen. hiszen ebben az esetben a feszültség közös a két áramköri elemeket (4. ábra).
Összesen jelenlegi energiafogyasztása a forrás összegével egyenlő az áramok az ágak, de ez az összeg vektor. mivel az összecsukható fázisáramok különböznek: a jelenlegi a kondenzátor vezet a feszültség rajta a . áram a tekercs - mögött által az azonos mennyiségű (4. ábra). Tehát ez lenne a helyzet, ha az aktív ellenállás az említett áramköri elemek is elhanyagolhatók.
C
il áramot minden ága határozza meg az Ohm-törvény:
Mivel az áramok az ágak változott ellentétes fázisú, a teljes forrás árama egyenlő a különbség, és nagysága határozza meg a következő kifejezést:
Ha az induktív és kapacitív impedanciája azonos konzol eltűnik, és ezért a jelenlegi az ellátási vezetékeket a kontúr hiányzik. Ez azt jelenti, hogy egyáltalán nem fogyaszt a jelenlegi ilyen körülmények között ennek az áramkörnek, az áramkör impedanciája válik végtelenül nagy. Azonban az áramok az ágak nullával nem egyenlő, azok egyenlő egymással, és elérheti a jelentős értékeket. Keringenek párhuzamos ágaiban realizálva közötti energiacserét a tekercs és a mágneses mező és a kondenzátor, amelyben a lokalizált elektromos mező. Ezt a jelenséget nevezzük párhuzamos áramkör rezonancia áramlatok. Ez akkor fordul elő, amikor a hurok megváltoztatja a frekvenciát a saját paramétereit tett egyenlő a frekvenciát a külső forrás feszültség. Ideális esetben, az értéke a párhuzamos áramkör rezonancia frekvencia ugyanaz, mint a szekvenciában (6).
N megszerzése következtetéseket arról, hogy a kör, amelyben nincs ellenállás. Tény, hogy a induktor ohmos ellenállás - az ellenállást a huzal, amely rá van csévélve - RL. Kondenzátor 50 Hz is van egy kis ellenállású RC aktív. kapcsolatos dielektromos veszteség. Tekintettel a fentiekre egyenértékű áramköréhez lehet az alábbi képlettel ábrázolható (5. ábra).
Ebben az esetben, az egyes ága közötti fáziskülönbség feszültség és áram nem lesz egyenlő . De ahogy RLL és RCC. ez közel .
A fáziskülönbség határozza meg az alábbi összefüggések:
Most vektorok nem egyenesbe, mivel ez volt az ideális esetben. A modulok a vektorok alapján határozzuk meg a helyettesítő kapcsolás (5. ábra).
Ezzel azt mondta, a vektor diagram fog kinézni, mint ez, ábrán látható. 6 nem egyenlő nullával t.e.summa áramok.
Megváltoztatva a tekercs induktivitása lehet elérni összevetjük a fázis a eredő áram az áramkörben, és az alkalmazott feszültség hozzá. Ebben az esetben az aktuális levonni a forrás nullává válik, de minimális. Ez jellemző áramok párhuzamos rezonancia áramkör (lásd. A 7. ábrára, a).
az
aktuális feltételek aktív ellenállás a kondenzátor olyan kicsi, mint a kapacitív ellenállás lehet elhanyagolni, és tekinthető S szög (ábra. 7b). Ezután a téglalap alakú háromszög-nick a vektor diagramján a 7. ábra, lehetséges lenne, hogy írjon, hogy
A képletek (10), (11) és (12) kapjuk egy expressziós a rezonáns frekvencia a párhuzamos áramkör formájában:
Így a rezonáns frekvencia a párhuzamos kapcsolás, figyelembe véve az ellenállása valamivel kisebb, mint a rezonancia frekvenciája ideális áramkört (9), és a kisebb, a nagyobb R.
A vektor diagramján (7. ábra b) azt mutatja, hogy a kapott aktuális levonni a forrás, a rezonancia válik fázisban van a bemeneti feszültség - mint egy ohmos terhelés, azaz A rezgőkör viselkedik, mint egy tisztán ohmos terhelést.
A jelenlegi által fogyasztott a forrás I. rezonancia, annál kisebb a kevésbé aktív tekercs ellenállása RL (lásd. Ábra. 7b). Ugyanakkor a jelenlegi a kondenzátor és az áram a tekercs sokkal I.
Így a rezonancia áramok a következő hatások:
1.Soprotivlenie legnagyobb kontúr.
2.Potreblyaemy a legkisebbtől áramforrás.
3.Toki az ágak jelentősen meghaladja a jelenlegi fogyasztott a forrást.
Megfigyelés és vizsgálata rezonancia jelenségek soros és párhuzamos áramkörök szentelt ennek a munkának. Minden mérést a váltóáramot a kereskedelmi frekvenciát.
rezonancia stressz
A telepítés leírása. Minden eszköz és tartozékok szükséges elvégezni a munkát, vannak szerelve laboratóriumi panel.
Tárolja a tartályokat tartalmaz két kondenzátor: C1 = 10 és C2 = 15 uF.
Az L induktivitás tartalmaz 2800 menetei rézhuzal. A vasmag csúszhat-jelöljenek keresztül menetes tengelyt, és a fogantyú - úgy változik, áramkör induktivitása. A mag helyzete van jelölve a skála, ami megfelel a nulla teljesen kinyújtott mag (a legkisebb induktivitás).
Hálózati táplálják a terminálok "
U „és a származik a hálózaton keresztül egy feszültségcsökkentő transzformátor.
Mérést. 1. összeszerelése előtt az áramkört, hogy az összes berendezést az eredeti állapotába:
a) a legnagyobb ellenállást reosztátot készlet,
b) a mag teljesen ki egy tekercs,
-ban
) Vezérlésű tartományváltó árammérő, állítsa be a legnagyobb határértéket
g) az egyetemes elektronikus voltmérő V7-35 bal kapcsoló beállítása "
"Jobb - helyzet" V”.
2.Soberite elektromos áramkör által rendszer (8. ábra), hogy tartalmazza egy első kondenzátor C2 = 15 uF.
3.Ask tanár, vagy technikus, hogy ellenőrizze az összeszerelt áramkört.
4.Vklyuchite tápkábel panel és az elektronikus voltmérő hálózatot.
5.Vdvigaya mag a tekercs, és távolítsa el a áram- és feszültségmérő műszer keresztül minden centiméter elmozdulást mag. feszültség mértékegysége jelennek meg a voltmérő jelzőfény. A táblázat eredményei levelet. 1.
6.Umenshite ellenállás reosztátot kétszer állítják 5. és ismételje meg a mérést.
7.Povtorite ugyanazon mérési értékeket, ha teljes mértékben extraháljuk ellenállás reosztát kapcsolódik.
8.Vyklyuchite telepítése a hálózaton. Cserélje a kondenzátor áramkör C1 = 10 uF, és magukkal 5. igénypont mérések nulla ellenállás reosztát kapcsolódik.
9.Izmerte bemeneti feszültség azonos voltmérő, amely összeköti a terminálok AC forrás "
Az eredmények feldolgozása. 1.Postroyte Görbesereg I = f (L) és az U = f (l) három ellenállások és ellenállások a két tartályból.
2.Calculate tekercs induktivitása a Lrez rezonanciát a két rekesz a feltétel
ahol . 50 Hz - kereskedelmi AC frekvencia.
rezonancia áramok
1
.Összeállítás elektromos kapcsolási elrendezés 9. ábra. Először, akkor ajánlott, hogy tartalmaz egy C2 kondenzátor = 15 uF.
2. Az ellenőrzés után a lánc egy tanár vagy egy laboratóriumi vizsgálat mérési kezdődik. Vdvigaya mag a tekercs, és távolítsa el ampermérőt leolvasott keresztül minden centiméter elmozdulást. Eredmények meg a 2. táblázatban.
3.Otklyuchiv áramkör forrásból cserélni a C1 kondenzátor = 10 uF és ismételt mérések a 2. igénypont.
4.Izmerte a bemeneti kapocsfeszültsége "
U „, és írja U 2. táblázat tartalmazza.
A mérési eredmények feldolgozása. 1.Postroyte grafikon jelenlegi szemben mag helyzete mindkét kondenzátorok.
2.Calculate ellenállás áramkör, amelyet a képlet
3.Postroyte grafikonja az ellenállást a mag pozícióját. Meg lehet kialakítani az ugyanazon a lemezen, mint az előző.
1. Rajzolj egy ábrája soros és párhuzamos oszcilláló áramkör. Mert amit ezek a lánc az rezgőkör?
2. Fogalmazza és írjon Ohm törvénye váltakozó áram.
3. meghatározva fáziseltolódás áram és feszültség közötti forrás soros áramkör?
4. Mi az a rezonanciát egy elektromos áramkör? Milyen módon? Hogyan találom meg a rezonancia? Listája attribútumait rezonancia feszültségek és áramok a megfelelő rezgőkörökből.
5. Miért rezonancia a feszültségesést az induktor és a feszültségesés a kapacitás lehet több a stressz, ami a forrás?
6.Chemu egyenlő a rezonáns frekvencia? Változások akár saját frekvenciája a pálya teljesítése során a munka? Hogy van ez elérni?
7. Hogyan függ tekercs induktivitása a mag tulajdonságai? Miért érdemes egy tekercset, amely nagy menetszám és vasmag sikeres végrehajtását ezt a munkát?
8.Poluchite képletű (12) az említett közelítés.
9.Sopostavte a keresési eredmények az elméleti feltételezések és képletek (6) és (12).
1.Savelev IV Természetesen az általános fizika. V.2. M. Science. §97-98.
2.Sivuhin DV Az általános kurzus a fizika. V.3. M. Science. §127.
3.Kalashnikov SG Villamos energia. M. Science. §224-225.
4.Kortnev AV YV Rubljov Kutsenko A. Workshop on Physics. M. magasabb iskolai, 1963. p.266.
Kapcsolódó művek:
Tanulmányi és számítógépes modellezés az LC-oszcillátor transzformátor visszajelzést
Lab >> Számítástechnika, programozás
Autogenerators 1. Cél Tanulmányi és számítógépes szimuláció. is megtanulják felismerni a feszültség amplitúdója a kimeneten az oszcillátor a helyhez. Ez akkor fordul elő rezgőkör rezonanstokov. impedancia válik a maximumot.
Tanulmány a csillapodó rezgéseinek
Lab >> Physics
Célkitűzés: Annak vizsgálata, az elektromos sajátrezgéseinek az áramkörben tartalmazó. Ez nem függ az áram az, vagy a feszültség. A differenciálegyenlet ingyen.
Diplomamunka >> Physics
energia minőség gondos tervezés és a tanulmány a jelenségek. Különleges. kondenzátor bank figyelembe kell venni a lehetséges rezonansytoka és feszültség az egyik harmonikus keletkezik.
Tanulmány egyenes láncú szinuszos áramot. Rezonansnapryazheny.
egyenes láncú szinuszos áramot. Rezonansnapryazheny. Célkitűzés: A tanulmány nem ágazó láncokat szinuszgörbétől. álló.
Vizsgálata egyfázisú szinuszos feszültség áramkör párhuzamosan kapcsolt villamos energia vevőkészülékek
Lab >> Physics
szinuszos feszültség párhuzamosan kapcsolódó vevők villamos energia „objektív tanulmány a folyamatokat. rezonansatokov. Rezonansomtokov úgynevezett mód, amelyben az elektromos áramforrás áram fázisban van a feszültséggel.