В ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ
1. Исследование частотных характеристик электрической цепи с последовательным соединением резистивного, индуктивного и емкостного элементов. Анализ режима резонанса напряжений.
2. Исследование частотных характеристик электрической цепи с параллельным соединением ветвей с индуктивным и емкостным элементами. Анализ режима резонанса токов.
2. Описание лабораторной установки
Эксперимент проводится на стенде, описанном в работе 3. При выполнении пунктов 1 и 2 программы к зажимам «а1» и «б1» контактной панели стенда (рис.3.1) подключаются электрические цепи, собранные по схемам, представленным на рисунке 4.1, а и б соответственно.
3. Методика выполнения работы
3.1. Методика выполнения пункта 1 программы.
- Собрать и подключить к зажимам «а1» и «б1» лабораторной установки электрическую цепь, представленную на рисунке 4.1, а.
- По заданию преподавателя установить на магазинах параметры элементов* и рассчитать для них резонансную частоту Гц.
- Установить частоту напряжения генератора, соответствующую расчётному значению резонансной частоты
- Включить тумблеры «Сеть» генератора, усилителя и осциллографа и установить по вольтметру V заданное значение напряжения на зажимах исследуемой цепи в пределах 10¼30 В.
- Медленно вращая ручку настройки частоты генератора Г6-15 и наблюдая за сигналами на экране осциллографа, добиться нулевого сдвига фаз между током и напряжением.
- Определить экспериментальное значение резонансной частоты f0э по шкале генератора и измерить резонансное значение тока I0, напряжение на зажимах магазина сопротивлений UR10, напряжение на зажимах магазина индуктивностей Uк0 , напряжение на зажимах магазина емкостей UС0. и угол сдвига фаз между напряжением и током j0. Измерение напряжений производится вольтметрами V1, V2 и V3 (рис. 4.1), а измерение фазового сдвига – с помощью осциллографа по методике, изложенной в описании к лабораторной работе 3.
- Занести результаты измерений в таблицу 4.1.
- Изменяя частоту генератора при неизменном напряжении U на зажимах цепи, снять 8-10 точек зависимостей I(f), j(f), UR1(f), Uк(f) и UС(f) в диапазоне частот от 0.5 f0 до 1.5 f0 и занести показания приборов в соответствующие ячейки таблицы 4.1.
Таблица 4.1.
f | U=____ В; R1=___ Ом; Rк=____ Ом; L=_____ мГн; C=____ мкФ | |||||||||
Расчет | Эксперимент | |||||||||
f0р=______ Гц; Qр=_____ | f0э=______ Гц; Qэ=_____ | |||||||||
j | I | UR1 | Uк | UС | j | I | UR1 | Uк | UС | |
Гц | град | А | В | град | А | В | ||||
(f0э) | ||||||||||
При заполнении таблицы 4.1 расчет тока и фазового сдвига между напряжением и током на входе исследуемой цепи можно выполнить по формулам, представленным в строке 6 таблицы 3.1. Расчёт действующих значений напряжений на элементах цепи UR1, Uк и UС следует выполнить самостоятельно. Расчетное Qр и экспериментальное Qэ значения добротности контура можно вычислить как и , где – характеристическое сопротивление.
3.2. Методика выполнения пункта 2 программы
- Собрать и подключить к зажимам «а1» и «б1» лабораторной установки электрическую цепь, представленную на рисунке 4.1, б.
- По заданию преподавателя установить на магазинах параметры элементов* и рассчитать для них резонансную частоту Гц.
- Установить частоту генератора, равную расчетной резонансной частоте.
- Включить тумблеры «Сеть» генератора, усилителя и осциллографа и установить по вольтметру заданное значение напряжения на зажимах исследуемой цепи в пределах 10 ¸30 В.
- Медленно вращая ручку настройки частоты генератора Г6-15 и наблюдая за сигналами на экране осциллографа, добиться нулевого сдвига фаз между током и напряжением.
- Определить экспериментальное значение резонансной частоты f0э по шкале генератора и измерить резонансное значение тока I0 на входе, тока в ветви с индуктивностью I10, тока в ветви с конденсатором I20 и угол сдвига фаз j0 между входным напряжением и током.
- Занести результаты измерений в таблицу 4.2. Измерение токов I10 и I20, осуществляется амперметрами соответственно А1 и А2, а измерение фазового сдвига – с помощью осциллографа по методике, изложенной в описании к лабораторной работе 3.
- Изменяя частоту генератора при неизменном напряжении U на зажимах цепи, снять 8 - 10 точек зависимостей I(f), j(f), I1(f) и I2(f) в диапазоне частот от 0.5×f0 до 1.5×f0 и занести показания приборов в соответствующие графы таблицы 2.2.
При заполнении таблицы 4.2 расчет тока и фазового сдвига между напряжением и током на входе исследуемой цепи можно выполнить по формулам, представленным в строке 9 таблицы 3.1. Расчёт действующих значений токов I1, и I2 следует выполнить самостоятельно.
Расчетное значение добротности данной цепи определяется по формуле
.
Экспериментальное значение добротности цепи Qэ следует определить через полосу пропускания частот контура 2Df по графику зависимости I(f), полученной экспериментально.
Таблица 4.2
f | U=____ В; R1=___ Ом; Rк=____ Ом; L=_____ мГн; C=____ мкФ | |||||||
Расчет | Эксперимент | |||||||
f0р=______ Гц; Qр=_____ | f0э=______ Гц; Qэ=_____ | |||||||
j | I | I1 | I2 | j | I | I1 | I2 | |
Гц | град | А | град | А | ||||
(f0э) | ||||||||
Дата добавления: 2015-09-23; просмотров: 1014;