МУ к ЛР №1-15 (1265917), страница 9
Текст из файла (страница 9)
3. Добротность контура связана с параметрами его элементов соотношением
.
––––––––––––––––––––––––––
* Выполняется факультативно в порядке учебно-исследовательской работы.
4. Добротность параллельного контура связана с основными его характеристиками соотношением
,
где Rэ – сопротивление контура при резонансе; – характеристическое сопротивление.
5. Добротность контура можно определить из построенной амплитудно-частотной характеристики контура.
6. При подключении к параллельному контуру нагрузочного сопротивления Rш его добротность определяется
.
Программа домашней подготовки
к выполнению работы
1. По конспекту лекций и учебнику В. П. Попова (§ 3.3) изучить тему «Параллельный контур».
2. Заготовить бланк протокола с необходимыми схемами, таблицами и формулами для расчета параметров (табл. 9.1 – 9.3).
Контрольные вопросы
1. Как определяются резонансная частота, характеристическое сопротивление (проводимость), добротность параллельного контура?
2. Как изменяется полоса пропускания параллельного контура при уменьшении внутреннего сопротивления источника питания?
3. Как изменяется полоса пропускания параллельного контура при подключении нагрузки?
4. Какие существуют виды параллельных колебательных контуров?
5. Что называется коэффициентом включения и как он влияет на резонансную частоту и резонансное сопротивление сложных параллельных контуров?
6. Какой вид имеют амплитудно-частотная и фазочастотная характеристики параллельного контура и как они зависят от параметров контура?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10
ИССЛЕДОВАНИЕ СВЯЗАННЫХ
КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ КОНТУРОВ
Цель работы – произвести экспериментальные исследования частотных характеристик и резонансных свойств колебательных контуров с трансформаторной связью при различных коэффициентах связи.
Объект и средства исследования
Схема лабораторной установки приведена на рис. 10.1. Первичный контур собран на элементах C1, Lк , Rк , вторичный контур – на элементах R2, C2 и Lк1 , Rк1 (Lк2 , Rк2 ; Lк3 , Rк3). В зависимости от положения переключателя связи T2 во вторичном контуре последовательно с элементами R2 , C2 включается одна из катушек: Lк1 , Rк1 ; Lк2 , Rк2 ; Lк3 , Rк3. Каждая из катушек магнитно связана с Lк , Rк. Параметры катушек практически одинаковы. Степень связи катушек (критическая, больше или меньше критической) указана на схеме рис. 10.1.
Рис. 10.1
Рабочее задание
1. Подключить генератор синусоидальных сигналов на вход вторичного контура (гнезда Г7–Г8, причем нулевой зажим генератора –
к гнезду Г7), переключатель связи T2 установить в положение «2»
(k = kкр). Первичный контур разомкнуть. Установить на входе генератора напряжение Uвх = 3 В и настроить вторичный контур в резонанс напряжений по максимуму напряжения на R2 , изменяя частоту генератора сначала ручкой грубой регулировки частоты, а затем плавной. Убедиться в существовании резонанса с помощью двухлучевого осциллографа (см. лабораторную работу № 8, п.2).
2. Настроить в резонанс первичный контур, для чего подключить генератор к входу первого контура (гнезда Г1–Г2, причем нулевой зажим генератора – к гнезду Г2); вторичный контур должен быть разомкнут. Не изменяя частоты f0 генератора, с помощью переменной емкости C1 настроить первый контур в резонанс по максимуму напряжения на резисторе R1. В дальнейшем C1 не изменять!
3. Снять нормированную амплитудно-частотную характеристику вторичного тока 
при критическом коэффициенте связи, где 
, а 
.
Для этого генератор синусоидальных сигналов подключить к входу первичного контура и установить Uвх = 3 В. Цепь вторичного контура при этом должна быть замкнута. Изменяя частоту генератора f вверх
и вниз от резонансной f0 , измерить напряжение на R2 и заполнить табл. 10.1.
Т а б л и ц а 10.1
Частотная характеристика при k = kкр (f0 = ; UR20 = )
| f, Гц | |||||||||
| f / f0 | |||||||||
| UR2, В | |||||||||
| UR2 / UR20 |
4. Установить переключатель связи T2 в положение «3» k < kкр и снять амплитудно-частотную характеристику при этом коэффициенте связи. Данные занести в табл. 10.2, которая должна быть аналогична табл.10.1.
5. Установить переключатель связи T2 в положение «1» k > kкр
и снять амплитудно-частотную характеристику при этом коэффициенте связи, для чего:
а) определить экспериментально частоты f10 и f20, на которых ток вторичного контура I2 (или напряжение на R2) принимает максимальное значение (т.е. частоты максимумов двугорбой характеристики);
б) определить экспериментально частоты f1 и f2, на которых
I2 ≈ 0.1 I20 (или U2 ≈ 0.1UR20);
в) в диапазоне частот f1… f2 снять характеристики, обратив особое внимание на частоты f0, f10 и f20. Результаты измерений занести в табл.10.3, аналогичную табл. 10.1.
6. Построить на одном графике нормированные амплитудно-частотные характеристики при k = kкр, k < kкр, k > kкр. По построенным графикам для всех трех случаев определить полосу пропускания связанных контуров.
7.* Определить значение критического коэффициента связи, для чего переключатель связи T2 установить в положение «2» k = kкр, и на резонансной частоте первичной цепи (при разомкнутой вторичной) измерить напряжения на катушках гнезда (Г3–Г4 и Г5–Г6 соответственно).
Методические указания и рекомендации
1. При снятии всех характеристик емкость C1 не изменять, а напряжение на входе контура поддерживать постоянным.
2. Коэффициент связи при одинаковых параметрах катушек контуров (Lк = Lк1 = Lк2 = Lк3 = L), если пренебречь их активным сопротивлением (Rк = Rк1 = Rк2 = Rк3 = 0), определяется по формуле
––––––––––––––––––––––––––––––––
* Выполняется факультативно в порядке учебно-исследовательской работы.
,
где ULк2 – напряжение на катушке разомкнутого вторичного контура (переключатель связи T2 в положении «2» , гнезда Г5–Г6); ULк – напряжение на катушке первичного контура (гнезда Г3–Г4).
Программа домашней подготовки
к выполнению работы
1. По конспекту лекций и учебникам [1, § 3.4; 2, § 4.6, 4.7; 3, § 4.5] изучить раздел «Связанные колебательные контуры».
2. Заготовить бланк протокола с необходимыми схемами, таблицами и расчетными формулами для выполнения пп. 3, 4 и 5 задания.
Контрольные вопросы
1. Какие существуют виды связи в связанных колебательных контурах? Как записывается коэффициент связи для этих случаев?
2. Какие виды резонансов возникают в связанных контурах?
3. Начертите эквивалентную схему замещения системы связанных контуров, пользуясь понятиями вносимых сопротивлений.
4. Как осуществляется настройка связанных контуров на I и II частотный резонанс?
5. Как осуществляется настройка связанных контуров на сложный резонанс?
6. Как осуществляется настройка связанных контуров на индивидуальный и полный резонанс?
7. Что называется критическим и оптимальным коэффициентом связи?
8. Объяснить наличие двух «горбов» у частотной характеристики при k > kкр.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 11
ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНОГО
ПАССИВНОГО ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА
Цель работы – ознакомиться с методикой экспериментального определения первичных параметров (в данном случае Z-параметров) линейного пассивного четырехполюсника.
Объект и средства исследования
В качестве четырехполюсника используется условный «черный ящик» в виде пенала с двумя парами внешних зажимов. Условность заключается в том, что крышка пенала в учебных целях изготовлена из стекла и студент имеет возможность на определенном этапе эксперимента «заглянуть» в «черный ящик». Внутри пенала собрана электрическая цепь, структура и значения параметров элементов которой первоначально предполагаются неизвестными. Источник питания – генератор синусоидальных сигналов. Для измерения амплитуд и сдвига по фазе двух напряжений используется двухлучевой осциллограф. Предпочтительные величины частоты f и сопротивлений 
и 
указаны на стенке пенала.
Рабочее задание
1. Провести опыт холостого хода при прямой передаче сигнала, для чего собрать цепь по схеме рис. 11.1, а. Установить напряжение генератора 
в пределах 2...3 В при частоте f, указанной на стенке пенала.
2. По осциллограммам определить амплитуды и фазы напряжений 
и 
. Обратить особое внимание на знак угла сдвига фаз 
между напряжениями и .
а б
Рис. 11.1
3. По результатам эксперимента построить векторную диаграмму тока 
и напряжений.
Пример такой диаграммы приведен на рис. 11.2. Из нее находим
.
В
ычисляем входное комплексное сопротивление четырехполюсника в данном опыте:
,
где 
.
Знак 
определяется из векторной диаграммы. Например, для рис. 11.2. 
.
4. Переключить канал II осциллографа на выходные зажимы четырехполюсника 2–2 (рис. 11.1, б). С помощью осциллограмм определить сдвиг по фазе напряжений и 
. Достроить предыдущую векторную диаграмму вектором 
, как, например, показано на рис. 11.2 (обратить внимание на знак угла 
).
5. Вычислить передаточное комплексное сопротивление
,
где 
.
6. Провести опыт холостого хода при обратной передаче сигнала. Выполнить необходимые измерения (по аналогии с пп. 1...5) и вычислить значения 
и 
.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
