Экспериментальная часть
Задание 1. Соберите схему согласно рисунку 1.
2. Включите программу ELECTRONICS WORKBENCH.
3. Установите действующее значение входного напряжения , частоту входного напряжения Гц, сопротивление Ом.
Рис.1
4. Изменяя частоту приложенного напряжения, измерьте ток в цепи с резистивным элементом. Результаты измерений занесите в таблицу 1.
Таблица 1
, Гц
|
500
|
1000
|
1500
|
2000
|
2500
|
3000
|
3500
|
4000
|
5000
|
, мА
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, Ом
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, Вт
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. По данным пункта 4 рассчитайте активную мощность и фактическое сопротивление резистора. Результаты измерений занесите в таблицу 1.
6. По данным таблицы 1 постройте частотные характеристики и . Для частоты 500 Гц постройте векторную диаграмму резистивного элемента.
Задание 2. Снимите и постройте частотные характеристики индуктивного элемента.
1 . Соберите схему согласно рисунку 2.
2. Запустите программу ELECTRONICS WORKBENCH.
Рис. 2
3. Установите действующее значение синусоидального источника напряжения , частоту входного напряжения Гц, мГн.
4. Изменяя частоту приложенного напряжения, измерить ток в цепи с индуктивным элементом. Результаты измерений занесите в таблицу 2.
Таблица 2
, Гц
|
500
|
1000
|
1500
|
2000
|
2500
|
3000
|
3500
|
4000
|
5000
|
, мА
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, Ом
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, Вар
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. Рассчитайте реактивное сопротивление и реактивную мощность катушки.
6. По данным таблицы 2 постройте частотные характеристики и . Для частоты 500 Гц постройте векторную диаграмму индуктивного элемента.
Задание 3. Снимите и постройте частотные характеристики емкостного элемента.
1 . Соберите схему согласно рисунку 3.
Рис. 3
2. Установите параметры элементов: , Гц, мкФ.
3. Измеряя частоту приложенного напряжения, измерьте показания амперметра. Данные измерения занесите в таблицу 3.
Таблица 3
, Гц
|
500
|
1000
|
1500
|
2000
|
2500
|
3000
|
3500
|
4000
|
5000
|
, мА
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, Ом
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, Вар
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. Рассчитайте реактивное емкостное сопротивление и реактивную мощность конденсатора. Результаты занесите в таблицу 3.
5. По результатам таблицы 3 постройте частотные зависимости и .
6. Для частоты 500 Гц постройте векторную диаграмму емкостного элемента.
7. Сделайте выводы по работе.
Контрольные вопросы:
Какой элемент называется резистивным, индуктивным, емкостным?
Чему равно реактивное индуктивное сопротивление?
Чему равно реактивное емкостное сопротивление?
Чему равно сопротивление катушки индуктивности по постоянному току?
Чему равно полное сопротивление резистора, катушки и конденсатора?
Нарисуйте временную зависимость тока на конденсаторе, если напряжение на конденсаторе имеет прямоугольную форму?
В каких единицах измеряется реактивная мощность?
Чему равно комплексное сопротивление катушки, конденсатора?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЗОНАНСА НАПРЯЖЕНИЙ
Цель работы: исследование резонанса и амплитудно-частотных характеристик последовательного колебательного контура.
В результате выполнения работы студенты должны знать:
- условия возникновения резонанса
- определение характеристического сопротивления, добротности, затухания, полосы пропускания контура
Знать:
- определять резонансную частоту контура и характеристики колебательного контура
- строить частотные характеристики
Общие сведения
В неразветвленной электрической цепи переменного тока наступает резонанс напряжений. Резонанс напряжений – такое состояние цепи при котором разность напряжения и тока на входе цепи равно нулю . При этом индуктивное сопротивление равно емкостному сопротивлению: . Напряжение и ток на входе цепи совпадают по фазе .
Резонанс напряжений можно получить при изменении частоты переменного тока, либо при изменении параметров контура L или C. Частота при которой наступает резонанс напряжений, называется резонансная частота контура. Резонансная частота определяется параметрами контура L и C:
При резонансе напряжений полное сопротивление электрической цепи принимает минимальное значение и оказывается равным ее активному сопротивлению: , тогда ток при резонансе достигает в цепи максимального значения: .
При резонансе напряжений напряжение на емкости и индуктивности компенсирует друг друга и оказываются равными и могут быть во много раз больше напряжения источника.
Отношение действующего значения напряжения любого из реактивных элементов к напряжению источника при частоте называется добротностью последовательного колебательного контура:
, где характеристическое сопротивление контура.
Резонансные свойства колебательного контура определяются характеристическим сопротивлением , добротностью и затуханием . Параметры контура L и C называются первичные параметры контура, параметры Q, p, d называются вторичные параметры контура. Зависимость характеристика последовательного контура от частоты называются частотными характеристиками , , , , .
Достарыңызбен бөлісу: |