Лабораторная работа №3
Вид материала | Лабораторная работа |
Содержание2. Содержание и порядок выполнения работы Измеритель фазы Измеритель фазы Функциональный генератор Функциональный генератор Протокол измерений к лабораторной работе № 3 3. Содержание отчета |
- Методические указания к лабораторным работам Лабораторная работа, 357.24kb.
- Лабораторная работа №3 кпк лабораторная работа №3 Тема: карманный персональный компьютер, 173.34kb.
- Методические возможности стенда Особенности работы на стендах уилс-1 Ознакомительное, 1487.3kb.
- Лабораторная работа по курсу «Физические основы микроэлектроники», 136.21kb.
- Лабораторная работа, 166.92kb.
- Самостоятельная работа по учебным пособиям, 471.48kb.
- Конспект урока в 9 классе по теме: «Магний», 84.54kb.
- Лабораторная работа №1 Введение в Windows. Работа с окнами и приложениями в Windows, 67.41kb.
- Знакомство c Excel, 1212.51kb.
- Лабораторная работа, 105.21kb.
Лабораторная работа № 3
Исследование резонанса напряжений в неразветвленной цепи переменного тока
Целью работы является исследование резонансных явлений и частотных характеристик электрической цепи, содержащей элементы R, L, C.
1. Общие сведения
Резонансом называется явление совпадения начальных фаз мгновенных значений синусоидального напряжения и тока на участке электрической цепи, содержащем элементы R, L, C.
В состоянии резонанса угол сдвига фаз

В линейной электрической цепи режим резонанса можно получить путем изменения частоты f питающего напряжения

На частоте резонанса ![]() ![]() ![]() откуда ![]() ![]() ![]() Величина ![]() | ![]() Рис. 3.1 |
волнового (характеристического) сопротивления контура.
Резонансные свойства контура характеризует добротность




При резонансе напряжение на входе контура


Ток при резонансе достигает наибольшего значения

Зависимости





называются частотными характеристиками цепи (контура).
Зависимость

Зависимости от частоты действующих значений тока




Диапазон частот, при которых выполняется отношение

называется полосой пропускания. Записанное выше отношение выполняется точно на частотах f1 и f2 , где





Значения граничных частот определяются выражением

Избирательные частотные свойства контура характеризуются полосой пропускания f f2 – f1

2. Содержание и порядок выполнения работы
Схема исследуемой цепи представлена на рис. 1П. Источником синусоидального напряжения является модуль ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР. В работе используют измерительные приборы из блока ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗЫ и цифровой вольтметр в режиме измерения переменного напряжения.
Пассивные элементы электрической схемы выбирают из блока МОДУЛЬ РЕАКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ. Активное сопротивление Rк катушки измеряют цифровым вольтметром в режиме измерения сопротивления. Рекомендуемые величины индуктивности катушки и емкости конденсатора представлены в табл. 3.1.
Таблица 3.1
L, мГн | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 |
С, мкФ | 10 | 6,8; 10 | 4,7; 6,8 | 4,7; 6,8 | 3,3; 4,7 | 3,3 | 3,3 |
- Собрать электрическую цепь по схеме, приведенной на рис. 1П протокола измерений. Тумблер SA2 модуля ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗЫ установить в положение I2. Для измерения действующих значений напряжений
и
включить цифровой вольтметр РV.
- Проверить собранную электрическую цепь в присутствии преподавателя.
- Установить заданные преподавателем величины индуктивности L катушки и емкости С конденсатора. Измерить цифровым вольтметром в режиме измерения сопротивления активное сопротивление Rк катушки. Записать эти значения в протокол измерений.
- Выполнить предварительные расчеты, указанные в протоколе измерений.
- Включить автоматический выключатель QF блока модуль питания и тумблер Сеть модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР. Переключатель Форма установить в положение
. Регулятором Частота установить на выходе модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР частоту f0. Убедиться, что угол
.
- Регулятором Амплитуда установить величину действующего значения напряжения U 5…7 В. Напряжение U поддерживать в работе неизменным.
- Измерить на частоте f0 действующие значения тока i; напряжений u, uк,
; активную мощность Р и угол u – i. Измеренные значения занести в табл. 1П.
- Уменьшая частоту, определить частоту f1 – нижнюю граничную частоту полосы пропускания.
- Измерить на частоте f1 действующее значение тока i; напряжений u, uк, uс; активную мощность Р и угол . Измеренные значения занести в табл. 1П.
- Увеличивая частоту, определить частоту f2 – верхнюю граничную частоту полосы пропускания.
- Измерить на частоте f2 действующее значение тока i; напряжений u, uк, uс; активную мощность Р и угол . Измеренные значения занести в табл. 1П.
- Изменяя частоту, выполнить измерения для f > f0 и f < f0. Измеренные значения занести в табл. 1П.
- Выполнить предварительные расчеты, указанные в протоколе измерений.
- Протокол измерений утвердить у преподавателя.
- Выключить тумблер Сеть модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР и автоматический выключатель QF модуля питания.
Протокол измерений к лабораторной работе № 3
«Исследование резонанса напряжений в неразветвленной цепи переменного тока»
Схема исследуемой электрической цепи представлена на рис. 1П.

Рис. 1П
Параметры цепи: L мГн; С мкФ;

Предварительные расчеты:




Экспериментальные данные при U B занесены в табл. 1П.
Таблица 1П
f, Гц | ![]() | ![]() | Uк, B | UC, B | , град | Р, Вт | Примечания |
| | | | | | | f < f 1 |
| | | | | | | |
| | | | | | | f 1 |
| | | | | | | f < f 0 |
| | | | | | | |
| | | | | | | f 0 |
| | | | | | | f > f 0 |
| | | | | | | |
| | | | | | | f2 |
| | | | | | | f > f2 |
| | | | | | |
Предварительные расчеты
При f0 Гц напряжение


Из табл. 1: граничные частоты f1 Гц и f2 Гц, полоса пропускания

Сравнение значений добротности:



Входное сопротивление цепи: в резонансе

на частоте f 1


Работу выполнил: ____________________________________
Работу проверил: ____________________________________
3. Содержание отчета
- Нарисовать схему замещения исследуемой электрической цепи, указать величины параметров Rк, L, C. Записать рассчитанные в протоколе измерений значения резонансной частоты
, волнового сопротивления
, добротности
и полосы пропускания
.
- По данным таблицы 1П протокола измерений в относительных единицах частоты
рассчитать и построить графики амплитудно-частотных характеристик (АЧХ):
;
;
. Результаты расчета представить в таблице. Из графиков АЧХ определить добротность
, граничные частоты
,
и полосу пропускания.
- По данным таблицы 1П построить фазочастотную характеристику
. Из графика определить добротность
, граничные частоты и полосу пропускания.