Теоретические основы электротехники. Электрические цепи. Винокуров Е.Б - 11 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Оборудование и приборы:
1. Генератор НЧ Г3-103.
2. Вольтметр переменного тока 0…15 В.
3. Миллиамперметр переменного тока 0…200 мА.
Пояснения к выполнению работы
Изучить разделы учебника: резонансный режим работы двухполюсника; резонанс напряжений в неразветвлённой
RLC-цепи; частотные характеристики двухполюсников.
Порядок выполнения работы
1. Собрать схему, приведённую на рис. 1. В качестве источника переменной ЭДС е(t) использовать звуковой генера-
тор, работающий в режиме источника напряжения (r – его внутреннее сопротивление), L – катушка индуктивности, R – её
омическое сопротивление, C – конденсатор.
2. Снять зависимости I(ω), U
L
(ω), U
C
(ω), при U = const. При измерении напряжений необходимо применять вольт-
метр с высоким входным сопротивлением. Рекомендуется сначала определить резонансную частоту по максимуму тока, а
затем сделать по 5 измерений на частотах ниже и выше резонансной. Данные внести в табл. 1.
Таблица 1
Измерения Вычисления
U
R
U
L
U
C
Z X
L
X
C
R
№ опыта
f, Гц
ω, с
В
I, А
Ом
L, Гн
C, мкФ
cosφ
P, Вт
1
2
…
11
3. Определить расчётным путём и внести в таблицу следующие величины: Z, X
L
, X
C
, L, C, R, cosφ и P, используя
формулы:
I
U
Z =
;
0
I
U
R =
;
22
RZX
L
−= ;
I
U
X
C
C
= ;
ω
L
X
L =
;
C
X
C
ω
1
=
; ,cos
Z
R
=ϕ
где
0
I – ток в цепи при резонан-
се.
4. Определить добротность
R
L
Q
0
ω
=
и волновое сопротивление
C
L
=ρ
контура.
5. Построить в масштабе векторные диаграммы напряжений для трёх частот: f = f
0
; f = 0,8f
0
; f = 2f
0
.
6. Построить в масштабе в одной системе координат графики: U
C
(ω), U
L
(ω), I(ω), X
C
(ω), X
L
(ω), Z(ω).
7. Запустить программу EWB.
8. Загрузить файл resonance_serial.ewb. Схема цепи соответствует рис. 2. Установить значения элементов цепи лабора-
торного стенда.
9. Установить переключатель S
0
с помощью клавиши «I» в верхнее по схеме положение. Переключатели S
1
и S
2
с
помощью клавиш «C» и «L» установить в нижнее по схеме положение.
10. Включить питание. Через промежуток времени t ≥ 5 c отключить питание.
11. Включить Боде-плоттер (измеритель АЧХ) в режим измерения АЧХ (Magnitude), установить нижнюю и верх-
нюю частоты анализа (Horizontal F и Horizontal I соответственно), и с помощью кнопок «←» и «→» на его панели опре-
делить частоту f
0
, соответствующую резонансу напряжений и, соответственно, максимуму тока в цепи.
12. Включить Боде-плоттер в режим измерения ФЧХ (Phase), определить угол сдвига фаз между током и напряже-
нием α на частоте f
0
, соответствующей максимуму тока в цепи. Угол сдвига фаз между напряжением и током φ имеет
такую же величину, взятую с обратным знаком. Рассчитать модуль полного сопротивления цепи Z (рис. 2).
13. Внести в первую строку табл. 1 значения резонансной частоты f
0
(соответствующей максимуму тока), а также ве-
личины напряжений на всей цепи U, на сопротивлении U
R
, катушке индуктивности U
L
, конденсаторе U
С,
модуль полного
сопротивления цепи Z.
14. Установить переключатели S
0
и S
2
в нижнее по схеме положение. Переключатель S
1
установить в верхнее по
схеме положение.
r R L
e(t) U C
Рис. 1. Схема исследуемой цепи

Страницы