Электричество и магнетизм (1188650), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Ïîäàäèì ýòèyyx=0 6?yx=0 6?606y0?6 xy0?èñ. 1. Ýëëèïñ íà ýêðàíåîñöèëëîãðààÄëÿ ïðàâèëüíîãî èçìåðåíèÿ îòðåçêà 2yx=0âàæíî, ÷òîáû öåíòð ýëëèïñà ëåæàë íà îñè y .rÍà ïðàêòèêå ÷àñòî èñïîëüçóþòñÿ óñòðîé1ñòâà, ïîçâîëÿþùèå â øèðîêèõ ïðåäåëàõ èç>R1Rìåíÿòü àçó íàïðÿæåíèÿ (0 < ψ < π ). Òà∅r3êèå óñòðîéñòâà íàçûâàþòñÿ àçîâðàùàòåëÿ Uâõ4 rCìè. Ñõåìà ïðîñòîãî àçîâðàùàòåëÿ ïðèâåäå∅Ríà íà ðèñ. 2. Îíà âêëþ÷àåò â ñåáÿ äâà îäèíà12rêîâûõ ðåçèñòîðà R1 , ¼ìêîñòü C è ïåðåìåííîåñîïðîòèâëåíèå R.∅ ∅Èñïîëüçóÿ ìåòîä êîìïëåêñíûõ àìïëèòóä,Uâûõíàéä¼ì çàâèñèìîñòü ñäâèãà àç ìåæäó âõîäíûì íàïðÿæåíèåì Uâõ = U0 cos Ωt è âûõîäèñ. 2. Ïðèíöèïèàëüíàÿíûì Uâûõ îò ñîîòíîøåíèÿ ìåæäó èìïåäàíñàñõåìà àçîâðàùàòåëÿìè ñîïðîòèâëåíèÿ R è ¼ìêîñòè C . Äëÿ ýòîãîâûðàçèì âûõîäíîå íàïðÿæåíèå Uâûõ ÷åðåç Uâõ , ïàðàìåòðû êîíòóðà è÷àñòîòó âíåøíåãî èñòî÷íèêà Ω: U34 = f (U12 , R, C, Ω).52Ýëåêòðè÷åñêèå êîëåáàíèÿåíåðàòîð Ç1091 24e gk ∅ ∅e ed∅∅Ñåòü 3112 I L∅Cr = 10 ÎìefII∅Rf9xod -x e-e∅∅Îñöèëëîãðà C1834e 12d3 -e d d d d d d d107561b0 .Îáîçíà÷èì êîìïëåêñíóþ àìïëèòóäó âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ ÷åðåç UÒîãäà íàïðÿæåíèå ìåæäó òî÷êàìè 1 è 3 â ñèëó ðàâåíñòâà ñîïðîòèâëåíèé R1bb13 = U0 .U2bâõ ïîëîæèòü ðàâíîé íóëþ, òî Ub0 áóäåò äåéÅñëè àçó íàïðÿæåíèÿ Ub0 = U0 .
Ïðèíÿâ íàïðÿæåíèå â òî÷êå 1 ðàâíûìñòâèòåëüíîé âåëè÷èíîé: Uíóëþ, ïîëó÷èì àìïëèòóäó íàïðÿæåíèÿ â òî÷êå 3:b03 = U0 .U2b04 àìïëèòóäó íàïðÿæåíèÿ â òî÷êå 4. Èìïåäàíñ Z ïîñëåàññ÷èòàåì Uäîâàòåëüíî ñîåäèí¼ííûõ ñîïðîòèâëåíèÿ R è ¼ìêîñòè C ðàâåíi.ΩCÄëÿ êîìïëåêñíîé àìïëèòóäû òîêà Ib0 , ïðîõîäÿùåãî ÷åðåç R è C , èìååìU0U0Ib0 ==,ZR − i/(ΩC)à äëÿ êîìïëåêñíîé àìïëèòóäû íàïðÿæåíèÿ â òî÷êå 4 b04 = Ib0 R = U0UR.R − i/(ΩC)bâûõ ðàâíî ðàçíîñòè íàïðÿæåíèé â òî÷êàõ 3 è 4:Âûõîäíîå íàïðÿæåíèå Ubâûõ = Ub04 − Ub03 = Ub04 − U0 /2 = U0 R + i/(ΩC) .U2 R − i/(ΩC)53åíåðàòîðÇ-1098èñ. 3.
Ñõåìà óñòàíîâêè äëÿ èññëåäîâàíèÿ ñäâèãà àç ìåæäó òîêîìè íàïðÿæåíèåìZ =R−àáîòà 3.2.1k∅ ∅∅ ∅R1∅1ÎñöèëëîãðàC1-83>-gR∅3R1P4830/14 ∅C2∅P5025h6èñ. 4. Ñõåìà óñòàíîâêè äëÿ èññëåäîâàíèÿ àçîâðàùàòåëÿ ÷èñëèòåëü è çíàìåíàòåëü ïîñëåäíåãî âûðàæåíèÿ âõîäÿò êîìïëåêñíîñîïðÿæ¼ííûå âåëè÷èíû, ìîäóëè êîòîðûõ îäèíàêîâû, ïîýòîìó âåëè÷èíàâûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ íå ìåíÿåòñÿ ïðè èçìåíåíèè R. Ìîäóëü Uâûõ âñåãäà ðàâåí U0 /2 ïîëîâèíå Uâõ . Ñäâèã àç ìåæäó âõîäíûì è âûõîäíûìíàïðÿæåíèÿìè ðàâåí 2 arctg[1/(ΩRC)] è ìåíÿåòñÿ îò π (ïðè R → 0) äî 0(ïðè R → ∞).Ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ óñòàíîâêà. Ñõåìà äëÿ èññëåäîâàíèÿ ñäâèãà àçìåæäó òîêîì è íàïðÿæåíèåì â öåïè ïåðåìåííîãî òîêà ïðåäñòàâëåíà íàðèñ.
3. Ýòàëîííàÿ êàòóøêà L, ìàãàçèí ¼ìêîñòåé C è ìàãàçèí ñîïðîòèâëåíèé R ñîåäèíåíû ïîñëåäîâàòåëüíî è ÷åðåç äîïîëíèòåëüíîå ñîïðîòèâëåíèå r ïîäêëþ÷åíû ê èñòî÷íèêó ñèíóñîèäàëüíîãî íàïðÿæåíèÿ çâóêîâîìó ãåíåðàòîðó Ç-109.Ñèãíàë, ïðîïîðöèîíàëüíûé òîêó, ñíèìàåòñÿ ñîïðîòèâëåíèÿ r, ïðîïîðöèîíàëüíûé íàïðÿæåíèþ ñ ãåíåðàòîðà. Îáà ñèãíàëà ïîäàþòñÿ íàóíèâåðñàëüíûé îñöèëëîãðà Ñ1-83. Ýòîò îñöèëëîãðà èìååò äâà êàíàëà âåðòèêàëüíîãî îòêëîíåíèÿ, ÷òî ïîçâîëÿåò îäíîâðåìåííî íàáëþäàòüíà ýêðàíå äâà ñèãíàëà.  íàøåé ðàáîòå ýòî äâå ñèíóñîèäû, ñìåù¼ííûåäðóã îòíîñèòåëüíî äðóãà â çàâèñèìîñòè îò ñäâèãà àç ìåæäó òîêîì èíàïðÿæåíèåì â öåïè.
Íà ðèñ. 3 ñèíóñîèäû íà ýêðàíå ÝÎ ñäâèíóòû ïîàçå íà π/2.Ñõåìà àçîâðàùàòåëÿ, èçîáðàæ¼ííàÿ íà ðèñ. 4, ñîäåðæèò äâà îäèíàêîâûõ ðåçèñòîðà R1 , ñìîíòèðîâàííûõ íà îòäåëüíîé ïëàòå, ìàãàçèíñîïðîòèâëåíèé R è ìàãàçèí ¼ìêîñòåé C .ÇÀÄÀÍÈÅ ðàáîòå ïðåäëàãàåòñÿ èññëåäîâàòü çàâèñèìîñòè ñäâèãà àç ìåæäóòîêîì è íàïðÿæåíèåì îò ñîïðîòèâëåíèÿ â RC - è â RL-öåïè; îïðåäåëèòüäîáðîòíîñòü êîëåáàòåëüíîãî êîíòóðà, ñíÿâ çàâèñèìîñòü ñäâèãà àç îò÷àñòîòû âáëèçè ðåçîíàíñà; îöåíèòü äèàïàçîí ðàáîòû àçîâðàùàòåëÿ.54Ýëåêòðè÷åñêèå êîëåáàíèÿI. Çíàêîìñòâî ñ ðàáîòîé äâóõêàíàëüíîãî îñöèëëîãðàà C1-831.
Ñîáåðèòå ñõåìó, èçîáðàæ¼ííóþ íà ðèñ. 3. Óñòàíîâèòå íà êàòóøêå èíäóêòèâíîñòè ìàêñèìàëüíîå çíà÷åíèå L = 50 ìí. Äëÿ êàòóøêè ñî çíà÷åíèåì L = 500 ìí ðåêîìåíäàöèè ñìîòðèòå íà å¼ êîðïóñå.Äëÿ ïîäêëþ÷åíèÿ ìàãàçèíà ¼ìêîñòåé èñïîëüçóéòå êëåììû ¾1¿ è ¾2′ ¿. ýòîì ñëó÷àå âåðõíèì ðÿäîì êóðáåëåé (ðó÷åê) ìîæíî ìåíÿòü ¼ìêîñòüâ èíòåðâàëå 0 ÷ 1 ìêÔ. Ïîêàçàíèÿ êóðáåëåé ñóììèðóþòñÿ.
Óñòàíîâèòåçíà÷åíèå C = 0,5 ìêÔ.Äëÿ ïîäêëþ÷åíèÿ ìàãàçèíà ñîïðîòèâëåíèé èñïîëüçóéòå êëåììû 1 è3. Ïðè ýòîì ðàáîòàþò âñå äåêàäû. Óñòàíîâèòå R = 0.Ñ ïîìîùüþ ìíîæèòåëÿ ÷àñòîòû 1 è ëèìáà 2 ãåíåðàòîðà óñòàíîâèòåðàáî÷óþ ÷àñòîòó ν = 1 êö; ïåðåêëþ÷àòåëü 4 íàãðóçêà ãåíåðàòîðà ïîñòàâüòå â ïîëîæåíèå 5 Îì (äëÿ L = 500 ìí íàãðóçêà 600 Îì). Âêëþ÷èòå ãåíåðàòîð. Ïîòåíöèîìåòð 3 ïîçâîëÿåò ìåíÿòü âåëè÷èíó âûõîäíîãîíàïðÿæåíèÿ.Âêëþ÷èòå îñöèëëîãðà âûäâèæåíèåì íà ñåáÿ ðó÷êè 1.
Ïåðåêëþ÷àòåëè 2 è 3 ðåæèìîâ ðàáîòû âõîäîâ óñèëèòåëÿ ïîñòàâüòå â íèæíååïîëîæåíèå (¾∼¿). Ïðè ýòîì èññëåäóåìûé ñèãíàë ïîñòóïàåò íà âõîä óñèëèòåëÿ ÷åðåç ðàçäåëèòåëüíóþ ¼ìêîñòü.Íàæìèòå íà êíîïêó 4 (¾→→¿) ïåðåêëþ÷àòåëü ðåæèìà ðàáîòûóñèëèòåëåé, ïðè êîòîðîì íà ýêðàíå ÝÎ âèäíû ñèãíàëû, ïîñòóïàþùèåíà îáà êàíàëà.
Ïðè íàæàòèè íà êíîïêó ¾I¿ íà ýêðàíå âèäåí òîëüêîñèãíàë êàíàëà I, ïðè íàæàòèè íà êíîïêó ¾II; x − y ¿ òîëüêî ñèãíàëêàíàëà II. áëîêå ¾ñèíõðîíèçàöèÿ¿ íàæìèòå êíîïêó 5 (ðåæèì âíóòðåííåéñèíõðîíèçàöèè ïî ñèãíàëó êàíàëà I) è êíîïêó 6 (¾+¿) ïîëÿðíîñòüñèíõðîíèçèðóþùåãî ñèãíàëà.Ñ ïîìîùüþ ðó÷åê 7 (âíóòðåííÿÿ ïëàâíàÿ, âíåøíÿÿ äèñêðåòíàÿ)ïåðåêëþ÷àòåëÿ ¾ÂÅÌß/ÄÅË¿ ïîäáåðèòå ÷àñòîòó ðàçâ¼ðòêè, ïðè êîòîðîé íà ýêðàíå óêëàäûâàåòñÿ íåìíîãî áîëüøå îäíîãî ïåðèîäà ñèíóñîèäû. Ïîòåíöèîìåòð 8 ïîçâîëÿåò ïåðåìåùàòü ñèãíàë ïî ãîðèçîíòàëè. Ïðèâûäâèæåíèè íà ñåáÿ ðó÷êè 8 ñêîðîñòü ðàçâ¼ðòêè ñèãíàëà óâåëè÷èâàåòñÿâ 5 ðàç.2.
Ïåðåâåäèòå ïåðåêëþ÷àòåëü 2 â ïîëîæåíèå ¾⊥¿. Ïðè ýòîì âõîä óñèëèòåëÿ ïîäêëþ÷àåòñÿ ê êîðïóñó, è íà ýêðàíå ïîÿâëÿåòñÿ ãîðèçîíòàëüíàÿëèíèÿ, ñîîòâåòñòâóþùàÿ íóëåâîé ëèíèè êàíàëà I. Ñ ïîìîùüþ ïîòåíöèîìåòðà 9 (¾l¿) ñîâìåñòèòå ëèíèþ ñ îñüþ x ýêðàíà. Ïåðåâåäèòå ïåðåêëþ÷àòåëü 2 â èñõîäíîå ïîëîæåíèå. Àíàëîãè÷íóþ îïåðàöèþ ïðîäåëàéòå ñêàíàëîì II.  ýòîì ñëó÷àå èñïîëüçóåòñÿ ïîòåíöèîìåòð 10. Ñ ïîòåíöèîìåòðàìè 9 è 10 ñîâìåùåíû ïåðåêëþ÷àòåëè èçìåíåíèÿ óñèëåíèÿ êàíààáîòà 3.2.155ëîâ. Ïðè âûäâèæåíèè íà ñåáÿ ïåðåêëþ÷àòåëÿ êîýèöèåíò óñèëåíèÿâîçðàñòàåò â 10 ðàç.Âåëè÷èíó ñèãíàëà íà ýêðàíå ìîæíî ðåãóëèðîâàòü êàê ðåãóëÿòîðîì 3âûõîäíîé ìîùíîñòè ãåíåðàòîðà, òàê è ðåãóëÿòîðàìè 11 è 12 êîýèöèåíòà óñèëåíèÿ êàíàëîâ. Âíåøíèé ðåãóëÿòîð îñóùåñòâëÿåò äèñêðåòíîå ïåðåêëþ÷åíèå, âíóòðåííèé ïëàâíîå.
Óñòàíîâèòå àìïëèòóäû îáîèõ ñèãíàëîâ ïðèìåðíî îäèíàêîâûìè.3. Èçìåðåíèå ñäâèãà àç óäîáíî ïðîâîäèòü ñëåäóþùèì îáðàçîì:1) ïîäîáðàòü ÷àñòîòó ðàçâ¼ðòêè, ïðè êîòîðîé íà ýêðàíå îñöèëëîãðàà óêëàäûâàåòñÿ ÷óòü áîëüøå ïîëîâèíû ïåðèîäà ñèíóñîèäû;2) îòöåíòðèðîâàòü ãîðèçîíòàëüíóþ îñü (ñì. ï. 2);3) èçìåðèòü ðàññòîÿíèå x0 (ðèñ. 3) ìåæäó íóëåâûìè çíà÷åíèÿìèîäíîãî èç ñèãíàëîâ, ÷òî ñîîòâåòñòâóåò ñìåùåíèþ ïî àçå íà π ;4) èçìåðèòü ðàññòîÿíèå x ìåæäó íóëåâûìè çíà÷åíèÿìè äâóõ ñèíóñîèä è ïåðåñ÷èòàòü â ñäâèã ïî àçå: ψ = π · x/x0 .II. Èññëåäîâàíèå çàâèñèìîñòè ñäâèãà àç ìåæäó òîêîì è íàïðÿæåíèåìîò R â RC -öåïè4.
 ñõåìå, ñîáðàííîé ñîãëàñíî ðèñ. 3, çàêîðîòèòå êàòóøêó, ïîäêëþ÷èâîáà ïðîâîäà, èäóùèõ ê êàòóøêå, íà îäíó êëåììó. Óñòàíîâèòå C == 0,5 ìêÔ, ν = 1 êö è ðàññ÷èòàéòå ðåàêòèâíîå ñîïðîòèâëåíèå öåïèX1 = 1/(ΩC). Öèêëè÷åñêàÿ ÷àñòîòà Ω = 2πν .5. Óâåëè÷èâàÿ ñîïðîòèâëåíèå R îò íóëÿ äî 10 · Z1 , ïðîâåäèòå èçìåðåíèÿ ñäâèãà àç ψ (ñì. ï.
3). Ïðåäâàðèòåëüíî ïîäáåðèòå øàãè ∆R, äëÿêîòîðûõ ïðèðàùåíèÿ x áóäóò ïðèìåðíî îäèíàêîâû. Ïåðèîäè÷åñêè ïðîâåðÿéòå ïîëîæåíèå íóëåâîé ëèíèè ñèíóñîèäû.III. Èññëåäîâàíèå çàâèñèìîñòè ñäâèãà àç îò R â RL-öåïè6.  ñõåìå, ñîáðàííîé ñîãëàñíî ðèñ. 3, çàêîðîòèòå ìàãàçèí ¼ìêîñòåé.Óñòàíîâèòå L = 50 ìí, ν = 1 êö (äëÿ êàòóøêè ñî çíà÷åíèåì L == 500 ìí ðåêîìåíäàöèè ñìîòðèòå íà å¼ êîðïóñå). àññ÷èòàéòå ðåàêòèâíîå ñîïðîòèâëåíèå öåïè X2 = ΩL.7. Ìåíÿÿ ñîïðîòèâëåíèå îò 0 äî 10 ·Z2 , ïðîâåäèòå èçìåðåíèÿ ñäâèãà àçψ äëÿ 6 ÷ 8 çíà÷åíèé R (ñì. ï. 5).IV. Èññëåäîâàíèå çàâèñèìîñòè ñäâèãà àç îò ÷àñòîòû â RCL-öåïè8.
 öåïè, ñîáðàííîé ñîãëàñíî ðèñ. 3, óñòàíîâèòå çíà÷åíèÿ C = 0,5 ìêÔ,L = 50 ìí (C = 0,05 ìêÔ äëÿ√ L = 500 ìí), R = 0. àññ÷èòàéòåðåçîíàíñíóþ ÷àñòîòó ν0 = 1/(2π LC).56Ýëåêòðè÷åñêèå êîëåáàíèÿ9. Ïîäáèðàÿ ÷àñòîòó Ç, äîáåéòåñü ðåçîíàíñà. Ïðè ðåçîíàíñå ñäâèã àçψ = 0 è íóëåâûå çíà÷åíèÿ äâóõ ñèíóñîèä äîëæíû ñîâìåñòèòüñÿ, à ïðèðàâåíñòâå àìïëèòóä ñèíóñîèäû ïîëíîñòüþ ñîâïàäàþò.10. Ìåíÿÿ ÷àñòîòó â îáå ñòîðîíû îò ðåçîíàíñíîãî çíà÷åíèÿ, ñíèìèòåçàâèñèìîñòü ñäâèãà àç îò ÷àñòîòû. Ñ èçìåíåíèåì ÷àñòîòû ìåíÿåòñÿðàññòîÿíèå x0 , êîòîðîå çàíèìàåò ïîëîâèíà ïåðèîäà ñèíóñîèäû, ïîýòîìóðàçóìíî êàæäûé ðàç èêñèðîâàòü îòíîøåíèå x/x0 . Âáëèçè ðåçîíàíñà(|ψ| < π/3) òî÷êè äîëæíû ëåæàòü ïî÷àùå.11. Ïîâòîðèòå èçìåðåíèÿ ï.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
