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

Текст из файла (страница 5)

2. При вычислениях реактивных сопротивлений не ошибаться с частотой: шкала источника сигналов проградуирована в герцах, а в формулу сопротивлений входит угловая частота (рад/с).

3. При исследовании конденсатора активным сопротивлением ввиду его малости можно пренебречь. Поэтому, выполняя опыты по п. 4, можно положить .

4. Принципиальная особенность цепей переменного тока, которую следует хорошо осмыслить и твердо запомнить, заключается в том, что напряжения, токи, сопротивления, проводимости и мощности складываются в общем случае геометрически.

5. Суть метода «засечек» заключается в геометрическом решении векторных уравнений. На основании второго закона Кирхгофа для схемы, показанной на рис. 3.2, а, , где точка над буквой означает векторный характер величины. При известных модулях данных векторов один из суммируемых, например вектор , откладывается произвольно. Два других вектора получаются «засечками» с помощью циркуля (рис. 3.2, б) из точек 1 и 2. Последний рисунок и иллюстрирует геометрическое суммирование.

Рис. 3.2

6. Различают амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики входных и передаточных функций цепей. Зависимость модуля функции от частоты называют амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ), зависимость аргумента от частоты – фазочастотной характеристикой (ФЧХ).

В данной работе исследуются частотные характеристики входной функции цепи

– АЧХ, – ФЧХ.

Графики частотных характеристик цепи можно построить на ЭВМ с помощью программы Mathcad. Полученные в экспериментальной части этой работы параметры катушки и (в омах и генри) ввести в компьютер. Переменной величиной является частота (в герцах).

Экран монитора выглядит следующим образом:

.

Результаты вычислений вывести на экран монитора в виде таблиц и графиков и предъявить преподавателю.

Программа домашней подготовки

к выполнению работы

1. По учебным пособиям и конспекту лекций изучить следующие вопросы:

1) синусоидальный ток и его характеристики [2, § 2.1];

2) пассивные элементы цепи при синусоидальном токе [2, §§ 1.2, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7].

2. Заготовить бланк протокола с необходимыми схемами и таблицами. Здесь же заготовить оси координат для частотных характеристик (желательно на миллиметровке, которая затем вклеивается в соответствующее место отчета). Нанести карандашом ожидаемые качественные частотные характеристики. Записать выражения для индуктивного, емкостного и полного сопротивлений. Построить треугольник сопротивлений, который в данной работе все время должен быть «перед глазами».

Контрольные вопросы

1. По какой причине активное сопротивление зависит от частоты и почему этой зависимостью в определенных условиях можно пре-небречь?

2. Точные измерения показывают, что любой конденсатор имеет небольшое активное сопротивление, которым обычно пренебрегают. Что это за сопротивление?

3. Написать выражение для полного сопротивления цепей , и .

4. Как проявляют себя катушка и конденсатор при частотах 0 и ?

5. Найти условие, при котором сопротивление последовательной цепи равно нулю.

6. От чего зависит сдвиг фаз между напряжением и током в цепях , и ?

7. Указать различия в действующем, максимальном и мгновенном токах (ЭДС, напряжениях).

8. Приняв начальную фазу тока в исследованной цепи равной нулю, записать мгновенные напряжения на катушке, конденсаторе и резисторе.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

ПАССИВНЫЙ ДВУХПОЛЮСНИК

В ЦЕПИ СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА

И ЕГО СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ

Цели работы. 1. Усвоить возможность и способы представления одного и того же двухполюсника в виде двух эквивалентных схем замещения.

2. Овладеть методом определения параметров схем замещения пассивного двухполюсника.

Объект и средства исследования

В работе исследуется двухполюсник, представляющий собой некоторую комбинацию пассивных элементов, помещенную в специальный пенал (использовать зажимы 1–1 ). Для измерений используются электронный вольтметр, цифровой комбинированный прибор и двухлучевой осциллограф. Источник питания – генератор синусоидальных сигналов.

Рабочее задание

1. На универсальной панели собрать схему, принципиальный вид которой показан на рис. 4.1. Измерительные приборы пока в схему не включать! В качестве сопротивления приемника используется исследуемый двухполюсник. Резистор с известным сопротивлением 100 Ом, который используется в схеме в качестве известного калиброванного сопротивления , находится на панели «Элементы цепей». Установить напряжение генератора 3 В при фиксированной частоте , указанной на крышке пенала.

Рис. 4.1

2. Измерить поочередно электронным вольтметром напряжения на входе U₁, резисторе и на двухполюснике ( ) (см. методи-ческие указания к работе). Записать показания трех вольтметров
в табл. 4.1.

Т а б л и ц а 4.1

Результаты измерений методом трех вольтметров

Измерено

Вычислено

f

R0

U1

U2

U3

Ток при вклю- чении Cnp

n

I

n

Rn

Xn

L

C

кГц

Ом

В

В

В

Качественно

Знак угла

мА

град

Ом

Ом

мГн

мкФ

3. Для определения характера реактивного сопротивления включить миллиамперметр по схеме, приведенной на рис. 4.1. Внимание: миллиамперметр включается в неразветвленную часть цепи, до конденсатора! Замкнуть тумблер пробной емкости 0.033 мкФ («Магазин С ») и зафиксировать изменение тока по миллиамперметру (возрастает или уменьшается). Результат занести в табл. 4.1.

4. По данным пп. 2 и 3 построить в масштабе методом «засечек» векторную диаграмму для исследуемой цепи (см. методические указания к работе № 3). Рассчитать параметры и Х_n последовательной схемы замещения исследуемого двухполюсника (рис. 4.2, а). В зависимости от знака угла вычислить L или С.

5. Вычислить параметры параллельной схемы замещения исследуемого двухполюсника (рис. 4.2, б).

а

б

Рис. 4.2

6. C помощью двухлучевого осциллографа измерить величину
и знак угла между входным напряжением и входным током цепи на рис. 4.1 (при том же входном напряжении 3 В, той же часто-
те и отключенных миллиамперметре и конденсаторе ). Для этого первый канал осциллографа подключить к выходным зажимам цепи (фиксируется кривая входного напряжения), а второй – к резистору (фиксируется кривая напряжения на резисторе , пропорционального току всей последовательной цепи). Измерить напряжение на и заполнить табл. 4.2. Поскольку в этом пункте используется осциллограф, то целесообразно измерять амплитуды напряжений и тоже с помощью осциллографа.

Т а б л и ц а 4.2

Результаты измерений с помощью осциллографа

Измерено					Вычислено
В	Гц	Ом	В	град	мА	Ом	Ом	Ом	Ом	Ом

7. По данным п. 6 рассчитать величины, указанные в табл. 4.2. Результаты сравнить с полученными в п. 4.

8. Рассмотреть реальную схему и элементы исследуемого двухполюсника. Сделать вывод о качестве результатов измерений.

9.* Начертить схему соединения реальных элементов исследуемого двухполюсника, указав значения параметров этих элементов, и рассчитать этой цепи. Сравнить с результатами эксперимента.

Методические указания и рекомендации

1. При измерении напряжений на элементах цепи с помощью электронного вольтметра необходимо, чтобы «нуль» (заземленный зажим) вольтметра всегда подключался к «нулю» генератора. Поэтому измерение напряжения на производится по схеме, приведенной на
рис. 4.3, а на исследуемом двухполюснике – по схеме рис. 4.4.

Рис. 4.3 Рис. 4.4

2. О характере реактивного сопротивления двухполюсника можно судить по изменению входного тока при подключении пробной емкости . Чтобы сделать соответствующее заключение, необходимо
построить векторные диаграммы токов для схемы, показанной на
рис. 4.5, для случаев индуктивного и емкостного характеров Х. При этом проследить, чтобы модуль был меньше реактивной составляющей тока I.

Рис.4.5

Характеристики

Список файлов книги