Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 10)

7. Определить экспериментально входное сопротивление нагруженного четырехполюсника , для чего, используя магазин сопротивлений, нагрузить четырехполюсник (рис. 11.3) на = , указанное на пенале, и повторить пп. 2, 3.

Рис. 11.3

8. Рассмотреть реально выполненную внутри пенала цепь и вычертить в отчете ее схему, указав значения параметров ее элементов.

9.^* Рассчитать параметры , , , по известной схеме четырехполюсника.

10.^* Вычислить входное сопротивление нагруженного четырехполюсника

,

где – сопротивление нагрузки; .

–––––––––––––––––––––––––

^* Выполняется факультативно в порядке учебно-исследовательской работы.

Методические указания и рекомендации

1. Как известно, четырехполюсники подразделяются на пассивные и активные, линейные и нелинейные. Если показания вольтметров или амперметров, подключенных к зажимам изолированного четырехполюсника, равны нулю, то исследуемый четырехполюсник будет пассивным.

Пассивный четырехполюсник называется линейным, если между любой парой из четырех величин , , , , характеризующих его электрическое состояние в некоторой цепи, обнаруживается прямая пропорциональная зависимость.

2. Одной из шести форм записи уравнений четырехполюсников является форма z-параметров, называемых параметрами холостого хода. Эти параметры определяются экспериментально или расчетным путем (при известной схеме) из режимов холостого хода. При указанных на рис. 11.3 направлениях положительных токов и напряжений уравнения линейного пассивного четырехполюсника, нагруженного на пассивный двухполюсник с сопротивлением , имеют вид

,

,

причем .

3. Формула, приведенная в п. 10, получена из последней системы линейных уравнений путем исключения величин и . Из получившейся линейной зависимости между и определяется величина входного сопротивления нагруженного четырехполюсника:

.

4. Для обратимых линейных четырехполюсников существует уравнение связи z-параметров: .

Программа домашней подготовки

к выполнению работы

1. По конспекту лекций и учебным пособиям проработать тему «Линейные четырехполюсники». Обратить внимание на различные системы уравнений, в частности на уравнения в -параметрах, уравнения связи -параметров, и возможности их определения [1, § 7.2;
2, § 6.1–6.4].

2. Заготовить бланк протокола (отчета) по работе.

Контрольные вопросы

1. Дать определение четырехполюсника.

2. Какие формы уравнений линейного пассивного четырехполюсника вы знаете? Запишите их.

3. Какие аналитические способы определения первичных параметров линейного пассивного четырехполюсника вы знаете?

4. Как экспериментально определить первичные параметры линейного пассивного четырехполюсника?

5. Чем определяются значения первичных параметров четырехполюсника?

6. Какими соотношениями связаны коэффициенты в каждой из шести групп первичных параметров четырехполюсника?

7. Какие существуют простейшие схемы замещения линейных пассивных четырехполюсников?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 12

ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ

ЧАСТОТНЫХ ФИЛЬТРОВ

Цель работы – снять экспериментально частотные характеристики линейного пассивного низкочастотного или высокочастотного RС- фильтра и сравнить опытные кривые с расчетными.

Объект и средства исследования

В качестве резисторов и конденсаторов исследуемых фильтров используются магазины сопротивлений и емкостей, установленные на панели стенда.

При опытном определении частотных характеристик фильтра изменяется частота действующего на его входных зажимах напряжения, которое поступает от генератора синусоидальных сигналов. Для снятия амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик коэффициента передачи по напряжению фильтров измеряются амплитуды выходного и входного напряжений и угол сдвига фаз между ними с помощью двухлучевого осциллографа.

Рабочее задание

1. Собрать фильтр по одной из схем, приведенных на рисунке (а – для нечетных бригад, б – для четных или по указанию преподавателя). Величину емкости конденсатора выбрать в интервале 0.25...1 мкФ. Подо-брать значение сопротивления резистора с таким расчетом, чтобы «гра-ничная» частота полосы пропускания оказалась в пределах 1...10 кГц.

а б

2. Установить на входе фильтра напряжение 1 В, которое рекомендуется поддерживать неизменным на протяжении всего эксперимента.

3. Измерить на экране осциллографа выходное напряжение и разность фаз входного и выходного напряжений ненагруженного фильтра для десяти значений частоты в диапазоне от 0.2 до
1.5 . Результаты измерений записать в таблицу.

4. По опытным данным построить амплитудно-частотную и фазочастотную характеристики исследуемого фильтра, где – нормированная частота; – модуль коэффициента передачи по напряжению.

5. По известной схеме исследуемого фильтра рассчитать амплитудно-частотную и фазочастотную характеристики и нанести их на соответствующие графики, полученные экспериментальным путем.

6. Сравнить опытные и расчетные кривые . Есть ли расхождения между ними, и если да, то каковы, по вашему мнению, причины несовпадения этих кривых?

7.^* Определить, в каком диапазоне частот выполняются условия интегрирования или дифференцирования входного напряжения для исследуемого фильтра.

––––––––––––––––––––––––––

^* Выполняется факультативно в порядке учебно-исследовательской работы.

Методические указания и рекомендации

Частотными фильтрами называются четырехполюсники, обладающие частотной избирательностью.

В этой работе исследуются Г-образные RC-звенья фильтра нижних частот либо фильтра верхних частот.

Эти фильтры, в отличие от реактивных, не имеют ярко выраженной частоты среза («граничной частоты»), поэтому за граничную частоту RC-фильтров условно принимается частота, при которой равны модули сопротивлений продольной и поперечной ветвей Г-об-разных звеньев. Из этого определения получаем:

– для фильтра нижних частот

;

– для фильтра верхних частот

.

Коэффициент передачи по напряжению представляет собой отношение комплексных амплитуд напряжений на выходе и входе фильтра

.

Для схем а и б коэффициенты передачи соответственно

и .

Из этих формул нетрудно самостоятельно получить выражения для амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик RC-фильтров.

Программа домашней подготовки

к выполнению работы

1. По учебным пособиям изучить тему «Частотные электрические фильтры» [1, § 3.1–3.3, § 5.1–5.3, 5.6].

2. Заготовить бланк отчета по работе.

Контрольные вопросы

1. Каково назначение частотных фильтров и где они применяются?

2. Какие фильтры называются безиндукционными?

3. Начертите схемы RC-фильтров нижних частот, верхних частот, полосового и заграждающего.

4. Каковы достоинства и недостатки RC-фильтров в сравнении с фильтрами других типов?

5. Какие фильтры называются фильтрами типа k?

6. Начертить схемы фильтров типа для нижних частот, верхних частот, полосового и заграждающего.

7. На каких частотах нагрузка согласуется с фильтром при опытном определении его частотных характеристик? Приведите формулы для характеристического сопротивления на этих частотах.

8. Что такое коэффициент затухания? В каких единицах он измеряется и как его определить опытным путем?

9. Что такое коэффициент фазы? В каких единицах он измеряется и как его определить опытным путем?

10. Каковы достоинства и недостатки фильтров типа в сравнении с фильтрами других типов?

11. Какие условия необходимы для абсолютной прозрачности фильтра в определенном диапазоне частот? Почему нельзя в полной мере выполнить эти условия?

12. Какой физический смысл имеет то обстоятельство, что характеристическое сопротивление фильтра активно в полосе прозрачности и реактивно в полосе задержания?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 13

ИССЛЕДОВАНИЕ ФАЗОВРАЩАТЕЛЯ

Цели работы. 1. Изучить методы расчета и экспериментального исследования электрических цепей, осуществляющих фазовые сдвиги между токами и напряжениями.

2. Ознакомиться со способами настройки фазовращающих цепей на заданный режим.

Объект и средства исследования

На стенде имеется источник синусоидального напряжения с регулируемой частотой, в качестве которого применяются генератор синусоидальных сигналов, индуктивная катушка R_к, L_к на панели «Элементы цепи», резистор с переменным сопротивлением R_p и конденсатор переменной емкости в виде магазинов сопротивлений и емкостей. Для измерения напряжения на входе и выходе схемы используется электронный вольтметр. Он же применяется для косвенного определения тока в ветви с резистором путем измерения напряжения на известном сопротивлении резистора. Для измерения фазового сдвига используется электронный осциллограф.

Рабочее задание

1. Рассчитать величины R и C, при которых напряжения на входе и выходе равны по модулю и сдвинуты по фазе на угол  = 20, 30, 45, 60, 80 (R – общее активное сопротивление цепи R = R_к + R_р). Параметры катушки R_к и L_к указаны на стенде.

Характеристики

Список файлов книги