Работа №3.3 (930451)

Файл №930451 Работа №3.3 (третья лаба)Работа №3.3 (930451)2013-08-20СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

3


Работа № 3. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЗОНАНСНЫХ ЯВЛЕНИЙ

В ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ

Цель работы – исследование условий возникновения и особенностей проявления резонанса в электрических цепях.

  1. Основные положения теории

Резонансом называется режим электрической цепи, при котором собственная частота колебаний цепи или всей цепи в целом совпадает с частотой вынужденных колебаний. Различают два вида резонанса: резонанс напряжений и резонанс токов.

Резонанс напряжений возникает в цепи, когда ее эквивалентное сопротивление относительно зажимов источника приобретает чисто резистивный характер, при этом реактивные составляющие входного сопротивления взаимно компенсируется. В наиболее простом случае последовательного соединения элементов r, L, C , резонанс возникает при условии, когда , или

(3.1)

где ω0 - резонансная частота контура; - волновое сопротивление контура.

При резонансе ZВХ. = r , следовательно, = 0. Ток при резонансе I0 = , а так как XL = XC, то UL0 = UC0.

Добротность контура Q может быть определена как

Q = = = (3.2)

а, следовательно, Q можно определить опытным путем, измеряя UC0.

Исследование частотных характеристик высокодобротных цепей показывает, что при приближении частоты к резонансной напряжения на реактивных элементах резко нарастают. Поэтому такое явление и получило название резонанса напряжения.

Напряжения на индуктивности и емкости достигают максимума на частотах, несколько отличающихся от резонансной. Этот сдвиг зависит от добротности контура и при высокой добротности невелик. Если добротность Q>3, можно условно считать, что максимумы UC и UL совпадают с частотой резонанса.

Входное сопротивление контура может быть записано в виде

(3.3)

что дает возможность построить амплитудно-частотную (АЧХ) и фазочастотную (ФЧХ) характеристики для ZВХ. (рис.3.1). Характер АЧХ и ФЧХ для тока в контуре I = показан на рис.3.2.

Полоса пропускания – область частот, в которой . Из соотношения следует, что на границах полосы пропускания r = ±х. При таких соотношениях r и x . Это дает возможность определить частоты на границе полосы пропускания ( ω12 ) по ФЧХ рис.3.2, где П = ω21 - абсолютное значение полосы пропускания; S = - относительная полоса пропускания. Справедливо также соотношение = , где d - затухание в контуре.

Избирательностью системы называют ее способность пропускать электрические сигналы в определенной полосе спектра сигналов при существенном подавлении сигналов вне этой полосы. Резонансный контур может выполнять функции избирательной системы.

Избирательность контура при заданной расстройке оценивается в децибелах (дБ) и может быть определена как a = 20 lg .

  1. Предварительная подготовка

2.1. Для п.п. 3.1, 3.2, 3.3 самостоятельно подготовить необходимые таблицы.

2.2. Для схемы, изображенной на рис.3.3, рассчитать: резонансную частоту последовательного колебательного контура f0, добротность Q, граничные частоты f1 и f2 , величину тока при резонансе I0, напряжение на конденсаторе при резонансе UСО и на границе полосы пропускания UС( f1) и UС(f2). Все расчеты выполнить для двух значений RМ = 20 и RМ = 160 Ом. При расчете параметры элементов схемы взять из табл. 3.1 согласно номеру стенда. Для всех вариантов RШ=100 Ом, UГ = 2 В.

Таблица 3.1

НОМЕР СТЕНДА

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

LA , мГн

55,8

58,9

55,4

57,7

59,2

58,5

58,8

56,9

57,6

57,7

CA , мкФ

0,02407

0,02277

0,02267

0,02167

0,02265

0,02357

0,02461

0,02278

0,02431

0,02125

2.3. Рассчитать добротность контура, изображенного на рис 3.4 (сложный резонанс), при Rм = 2560 Ом и Rм = 5120 Ом. Сделать вывод о влиянии нагрузки на резонансную частоту и добротность. Чему равны добротность и резонансная частота при RM→ ∞?

3. Задание на выполнение эксперимента


3.1 Собрать схему согласно рис. 3.3. Регулятором "Вых.напр." установить и поддерживать напряжение генератора UГ = 2 В.

Установить Rм = 20 Ом и плавно увеличивая частоту генератора, отметить , каким частотам соответствуют показания фазометра : +80˚,+70˚,+60˚,+45˚, 0, -45˚,-60˚,-70˚,-80˚ и какие значения при этом принимает напряжение на RШ. При снятии показаний фазометра бывает сложно отметить при какой частоте он показывает ноль. В таком случае можно отметить значения близкие к нулю (слева и справа от резонансной частоты). Установить Rм = 160 Ом и повторить измерения.

3.2. Если схема была собрана в полном соответствии с рисунком 3.3, то для получения зависимости UС(f) достаточно поменять местами провода, подходящие к генератору от схемы, отключить провода, идущие к фазометру и переключить вольтметр в точку "В" схемы. Значение RМ = 160 Ом. При снятии этой характеристики зафиксировать максимальное значение UС в диапазоне 2 – 8 кГц, затем снять по пять значений UС слева и справа с шагом 0,5 кГц.

3.3. В системах связи, автоматики и др. напряжение UC0 может быть подано на сопротивление нагрузки или на вход усилителя. Для исследования влияния нагрузки на резонансный контур собрать схему согласно рис. 3.4, RM = 2560 Oм. Подумайте, как проще ее собрать, не разбирая полностью предыдущую схему. Получить зависимость UC (f). Повторить опыт при RM = 5120 Ом.

4. Обработка и анализ результатов измерений

4.1. По данным проведенного эксперимента рассчитать и построить характеристики: I(f), φi(f), ZВХ.(f), UС(f). На графиках указать значения RM.

Одноименные зависимости, снятые при разных значениях RМ построить на одном графике.

4.2. Графически определить граничные частоты (кроме UС(f) ). Каждый график считать самостоятельным построением, т.е. граничные частоты не переносятся с другого графика.

4.3. Для нагруженного контура построить зависимость UС ( f ) при RМ=2560 Ом и RМ=5120 Ом. Сделать выводы о влиянии нагрузки на добротность контура.

4.4. Сравнить результаты эксперимента с расчетными данными.

5. Вопросы для самопроверки и защиты

5.1. Как рассчитать избирательность в последовательном контуре?

5.2. В каком случае напряжения на отдельных элементах схемы могут быть больше напряжения генератора?

5.3. Что такое полоса пропускания?

5.4. Как можно определить граничные частоты?

5.5. Чему равно реактивное сопротивление контура на границах полосы пропускания, если известно его эквивалентное активное сопротивление?

5.6. От чего зависит диапазон частот, при котором UС>UВХ.?

5.7. Построить векторные диаграммы при f<f0; f=f0; f>f0.

5.8. Симметрична ли кривая зависимости I(f) и VС(f) при малых и больших добротностях?

5.9. Как изменится резонансная частота в схеме, изображенной на рис.3.7, при Rш=0 Ом и

Rм=5 кОм?

5.10. Нарисуйте схемы с использованием избирательных свойств контура, чтобы на выходе ослаблялась определенная полоса частот.

5.11. Объяснить влияние величины Rш и Rм на добротность (рис.3.7).

5.12. Как следует изменить параметры колебательного контура, чтобы изменить f0 , не меняя полосы пропускания?

5.13. Построить векторную диаграмму для параллельного контура рис.3.7 при f=f0.

5.14. Написать выражение для определения добротности контура в схеме рис.3.3 r2=0 и r2≠0 и построить векторные диаграммы.

При подготовке к лабораторной работе рекомендуется ознакомиться с материалами [7, с.167-211].

Характеристики

Тип файла
Документ
Размер
475 Kb
Материал
Тип материала
Высшее учебное заведение

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лабораторной работы

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6381
Авторов
на СтудИзбе
308
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее