Электричество и магнетизм. Ч.2. Ланкина М.П - 6 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ОмГУ | Омск

Составители: 

Рубрика: 

11
5. По методике, описанной в п. 3 задания 1, произведите измере-
ния амплитуд напряжений на входе и выходе цепи при значениях часто-
ты генератора PQ от 20 до 100 кГц.
6. Рассчитайте коэффициент передачи К цепи по формуле (20)
для всего исследуемого диапазона частот. Постройте график зависимос-
ти K=f(ν).
7. С помощью графика зависимости K=f(ν) оцените емкость
кон-
денсатора. Для этого нужно воспользоваться линейным участком графика,
который в соответствии с формулой (28) при относительно низких часто-
тах (R
2
«1/ωC)
2
хорошо описывается зависимостью: CRK
ν
π
⋅
⋅
=
2
2 .
Определив тангенс угла наклона α линейного участка к оси ν,
оцените емкость С по формуле
)/(
2
2 RtgC ⋅=
π
α
.
8. По формуле (27) рассчитайте разность фаз φ при двух значени-
ях частоты генератора: 20 и 100 кГц. Сравните результаты расчета с ре-
зультатами непосредственного измерения угла φ (п. 3, 4).
9. Данные измерений и вычислений занесите в таблицу 2.
Таблица 2
ν, Гц U
0
, В U
1
, В К С, Ф а, дел b, дел φ
изм
, град φ
расч
, град
Задание 3. Изучение электрических процессов в цепи, содержа-
щей резистор и конденсатор.
1. Замкните с помощью кнопочного переключателя L на панели
кассеты ФПЭ-09 ветвь, содержащую резистор L.
2. Зарисуйте колебания, наблюдаемые на экране осциллографа
при частоте 20 кГц.
3. Определите угол сдвига фаз между силой тока в цепи и вход-
ным напряжением. Для этого
измерьте в делениях шкалы экрана осцил-
лографа сдвиг фаз по времени между изображениями двух исследуемых
сигналов (а) и период колебаний входного сигнала (б) (рис. 6). Разность
фаз рассчитайте по формуле (32).
4. Повторите задания п. 2, 3 при частоте 100 кГц.
12
5. По методике, описанной в п. 3 задания 1, произведите измере-
ния амплитуд напряжений на входе и выходе цепи при значениях часто-
ты генератора PQ от 20 до 100 кГц. Частоту генератора менять с интер-
валом 10 кГц.
6. Рассчитайте коэффициент передачи К цепи по формуле (20)
для всего исследуемого диапазона частот. Постройте график зависимо-
сти K=f(1/ν).
7.
С помощью графика зависимости K=f(1/ν) оцените индуктив-
ность катушки. Для этого нужно воспользоваться линейным участком
графика, который в соответствии с формулой (31) при относительно вы-
соких частотах (R
2
«ωL)
2
хорошо описывается зависимостью:
L
R
K
πν
2
2
= .
Определив тангенс угла наклона α линейного участка к оси 1/ν,
оцените индуктивность катушки L по формуле
απ
tg
R
L
⋅
=
2
2
.
8. По формуле (30) рассчитайте разность фаз φ при двух значени-
ях частоты генератора: 20 и 100 кГц. Сравните результаты расчета с ре-
зультатами непосредственного измерения угла φ (п. 3, 4).
9. Данные измерений и вычислений занесите в таблицу 3.
Таблица 3
ν, кГц 1/ν, кГц U
0
, В U
1
, В К С, Ф а, дел b, дел
φ
изм
,
град
φ
расч
,
град
Контрольные вопросы
1. Дайте определение простых линейных цепей. Какие типы со-
противлений встречаются в цепях переменного тока? Как зависят реак-
тивные сопротивления от частоты протекающего через них тока?
2. Линейная электрическая цепь состоит из последовательно
включенных R, L, C и источника напряжения. Выведите выражения для
силы тока в контуре, сдвига фаз между током
и напряжением, импедан-
са цепи. Рассмотрите частные случаи, когда цепь содержит: а) только
реактивное сопротивление, б) только емкостное сопротивление, в) толь-
ко индуктивное сопротивление. 
      5. По методике, описанной в п. 3 задания 1, произведите измере-           5. По методике, описанной в п. 3 задания 1, произведите измере-
ния амплитуд напряжений на входе и выходе цепи при значениях часто-       ния амплитуд напряжений на входе и выходе цепи при значениях часто-
ты генератора PQ от 20 до 100 кГц.                                        ты генератора PQ от 20 до 100 кГц. Частоту генератора менять с интер-
      6. Рассчитайте коэффициент передачи К цепи по формуле (20)          валом 10 кГц.
для всего исследуемого диапазона частот. Постройте график зависимос-            6. Рассчитайте коэффициент передачи К цепи по формуле (20)
ти K=f(ν).                                                                для всего исследуемого диапазона частот. Постройте график зависимо-
      7. С помощью графика зависимости K=f(ν) оцените емкость кон-        сти K=f(1/ν).
денсатора. Для этого нужно воспользоваться линейным участком графика,           7. С помощью графика зависимости K=f(1/ν) оцените индуктив-
который в соответствии с формулой (28) при относительно низких часто-     ность катушки. Для этого нужно воспользоваться линейным участком
тах (R2«1/ωC)2 хорошо описывается зависимостью: K = 2π ⋅ R 2 ⋅ ν C .      графика, который в соответствии с формулой (31) при относительно вы-
      Определив тангенс угла наклона α линейного участка к оси ν,                                                                         R
                                                                          соких частотах (R2«ωL)2 хорошо описывается зависимостью: K = 2 .
оцените емкость С по формуле C = tgα /( 2π ⋅ R2 ) .                                                                                      2πνL
      8. По формуле (27) рассчитайте разность фаз φ при двух значени-           Определив тангенс угла наклона α линейного участка к оси 1/ν,
ях частоты генератора: 20 и 100 кГц. Сравните результаты расчета с ре-                                                        R2
                                                                          оцените индуктивность катушки L по формуле L =             .
зультатами непосредственного измерения угла φ (п. 3, 4).                                                                    2π ⋅ tgα
      9. Данные измерений и вычислений занесите в таблицу 2.                    8. По формуле (30) рассчитайте разность фаз φ при двух значени-
                                                                          ях частоты генератора: 20 и 100 кГц. Сравните результаты расчета с ре-
                                                             Таблица 2    зультатами непосредственного измерения угла φ (п. 3, 4).
                                                                                9. Данные измерений и вычислений занесите в таблицу 3.
 ν, Гц U0, В   U1, В   К С, Ф а, дел b, дел φизм, град φрасч, град
                                                                                                                                         Таблица 3
                                                                                                                                 φизм,     φрасч,
                                                                           ν, кГц 1/ν, кГц U0, В U1, В К С, Ф а, дел    b, дел
                                                                                                                                 град      град


     Задание 3. Изучение электрических процессов в цепи, содержа-
щей резистор и конденсатор.
                                                                                                 Контрольные вопросы
      1. Замкните с помощью кнопочного переключателя L на панели
кассеты ФПЭ-09 ветвь, содержащую резистор L.                                    1. Дайте определение простых линейных цепей. Какие типы со-
      2. Зарисуйте колебания, наблюдаемые на экране осциллографа          противлений встречаются в цепях переменного тока? Как зависят реак-
при частоте 20 кГц.                                                       тивные сопротивления от частоты протекающего через них тока?
      3. Определите угол сдвига фаз между силой тока в цепи и вход-             2. Линейная электрическая цепь состоит из последовательно
ным напряжением. Для этого измерьте в делениях шкалы экрана осцил-        включенных R, L, C и источника напряжения. Выведите выражения для
лографа сдвиг фаз по времени между изображениями двух исследуемых         силы тока в контуре, сдвига фаз между током и напряжением, импедан-
сигналов (а) и период колебаний входного сигнала (б) (рис. 6). Разность   са цепи. Рассмотрите частные случаи, когда цепь содержит: а) только
фаз рассчитайте по формуле (32).                                          реактивное сопротивление, б) только емкостное сопротивление, в) толь-
      4. Повторите задания п. 2, 3 при частоте 100 кГц.                   ко индуктивное сопротивление.



                                  11                                                                       12

Страницы