Руководство к лабораторным работам по теории линейных электрических цепей на измерительных комплексах ''Луч''

Федеральное агентство по образованию Томский политехнический университет

УТВЕРЖДАЮ Зам.директора ЭЛТИ _____________А.Н. Дудкин “____”_________200 г.

РУКОВОДСТВО К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ ПО ТЕОРИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ НА ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСАХ “ЛУЧ” для студентов АВТФ и ЭФФ

Томск 2005

УДК 621.3.011.1 Руководство к лабораторным работам по теории линейных электрических цепей на измерительных комплексах "Луч". Для студентов АВТФ и ЭФФ. –Томск: Изд-во ТПУ, 2005. -66 с. Составители: доц., канд. техн. наук доц., канд. техн. наук

А.М. Купцов Г.В. Носов

Рецензент профессор, Ю.П. Усов

доктор технических наук

Руководство рассмотрено и рекомендовано к изданию методическим семинаром кафедры теоретической и общей электротехники ЭЛТИ 30 сентября 2004 г.

Зав. кафедрой доц., канд. техн. наук

Г.В. Носов

Одобрено учебно-методической комиссией ЭЛТИ. Председатель учебно-методической комиссии В.И. Готман

2

ВВЕДЕНИЕ Объем и содержание представленных ниже лабораторных работ соответствуют требованиям государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования по электротехнике для студентов электротехнических направлений и специальностей. В работах учтены рекомендации и замечания автора разработки измерительных комплексов “Луч” профессора Московского института связи И.Н. Добротворского и опыт использования их на кафедре теоретических основ электротехники Томского политехнического университета. ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ 1. Перед занятиями в лабораториях со студентами проводится инструктаж, где студентов знакомят с оборудованием и правилами техники безопасности (под расписку). 2. Для выполнения работ студенты объединяются в постоянные бригады по 2-3 человека. 3. К предстоящей лабораторной работе студенты готовятся заранее, ознакомившись с описанием работы и рекомендованной литературой. Результаты подготовки записываются в тетрадь протоколов (обязательна для каждого студента). 4. В тетради протоколов рекомендуется иметь: основные соотношения, схемы, порядок выполнения работы, необходимые таблицы, ответы на контрольные вопросы и предварительные расчеты. 5. По результатам выполненной работы каждым студентом оформляется отчет. В отчете приводятся: цель работы, электрическая схема, основные соотношения, таблицы с результатами опытов и расчетов, примеры расчетов, графики зависимостей, анализ полученных результатов и выводы. 6. Преподаватель принимает отчеты и проверяет готовность студентов к предстоящей работе. Неподготовленные студенты, у которых отсутствуют отчеты или подготовка в тетради протоколов, к работе не допускаются. 7. Получив допуск к работе, студенты приступают к монтажу схемы на закреплённом за ними рабочем месте. Собранная схема предъявляется на проверку преподавателю. Не допускается включение схемы без разрешения преподавателя. 8. После проверки схемы преподавателем студенты приступают к экспериментам, которые проводятся с соблюдением правил техники безопасности. Результаты наблюдений и вычислений вносятся в таблицы протокола. 9. По окончании работы протокол предъявляется преподавателю. Только после подписи протокола преподавателем, студенты разбирают схему. 10. На основании протоколов студенты производят обработку результатов наблюдений и оформляют отчеты. 3

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1 ЗНАКОМСТВО С ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ КОМПЛЕКСОМ "ЛУЧ" И ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ ПАССИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЦЕПИ При подготовке к работе изучить: [3] - с. 22-29; [5] - с. 6-9. Ц е л ь р а б о т ы . Ознакомиться с устройством универсального измерительного комплекса "Луч", его органами управления, правилами работы с измерительными приборами и блоками. Исследовать форму реакции (отклика) резистивных, емкостных и индуктивных элементов на воздействие произвольной формы. П о я с н е н и я . Внешний вид измерительного комплекса (лабораторного стенда) изображен на рис. 1.1.

Рис. 1.1 Конструктивно он состоит из следующих основных блоков: 1. Б л о к г е н е р а т о р а . Генератор преобразует гармонические сигналы промышленной частоты f=50 Гц, поступающие от внешней цепи, в гармонические сигналы с регулируемой частотой f от 0,2 до 200 кГц, а также в сигналы различной формы с периодом Т=500 мкс. Генератор состоит из трех плат - Г1, Г2, Г3. На плате Г1 находятся переключатель диапазонов частот, регулятор плавного изменения частоты, электронный частотомер стрелочного типа, переключатель с позициями "Внеш." и "Внутр.", гнездо "Внеш.", выходные гнезда синусоидального " " и прямоугольного " " напряжений. Во всех лабораторных работах переключатель должен находиться в положении "Внутр." Гнездо "Внеш." используется только при питании от внешнего генератора. На плате Г2 размещены переключатель вида сигналов "Пф" и два регулятора параметров сигнала "Подстройка 1" и "Подстройка 2". 4

Переключатель "Пф." имеет 11 позиций. В позиции " f-var" генерируются напряжения синусоидальной формы с переменной частотой от 200 Гц до 200 кГц в зависимости от положений переключателя диапазонов и плавного регулятора частоты на Г1. В позиции " f-var" генерируются напряжения прямоугольной формы переменной частоты f основной гармоники в диапазоне от 200 Гц до 200 кГц. В следующих семи позициях генерируются сигналы с различными формами, но с одинаковыми периодами, равными 500 мкс, с частотами следования f=2 кГц. В некоторых позициях переключателя "Пф." около регуляторов "Подстройка 1" и "Подстройка 2" загораются индикаторы. Это означает, что при повороте регулятора "Подстройка", около которого загорается индикатор, форма сигнала в определенных пределах может изменяться. В позиции " , 5 мс" генерируются двухсторонние прямоугольные импульсы с периодом 5 мс. В позиции " " генерируются радиоимпульсы длительностью 5 мс с высокочастотным заполнением 2...20 кГц. На плате Г3 размещены: регулятор выходного напряжения, вольтметр V1 с двумя шкалами (верхняя - для измерения действующих значений гармонических сигналов), переключатель диапазонов измерения напряжения (1 В; 10 В), а также выходные зажимы генератора. 2. Б л о к о с ц и л л о г р а ф а . Двухлучевой осциллограф позволяет наблюдать на экране электронно-лучевой трубки мгновенные значения напряжений в зависимости от времени (переключатель входа X в положении "Внутр."). В блоке осциллографа размещены электронно-лучевая трубка и три регулятора. Два регулятора позволяют перемещать луч в горизонтальном и вертикальном направлениях. Третий регулятор обеспечивает необходимую фокусировку лучей осциллографа. Размер изображения на экране осциллографа по вертикали (принято говорить“по оси Y”) пропорционален напряжению измеряемого сигнала, а по горизонтали (“по оси X”) - времени. 3. Б л о к э л е к т р о н н о г о к о м м у т а т о р а ( Э К ) . На передней панели ЭК находятся регуляторы, с помощью которых настраивают изображения на экране осциллографа (рис. 1.2). Там расположены входы двух каналов усиления по оси Y (Вх. 1 канала; Вх. 2 канала) и общего канала по оси Х (Вход Х). Для переключения каналов вертикального усиления (по оси Y) имеется тумблер с тремя позициями: 1 канал, оба канала (среднее положение) и 2 канал. Изменение коэффициентов вертикального усиления осуществляется переключателями 1:1 и 1:10 и потенциометрами плавной регулировки усиления ("Усил.").

5

Регулятор "Расхожд." служит для плавного схождения изображений двух лучей. Две кнопки "Тарир." (тарировки) предназначены для калибровки (масштабирования) вертикального размера изображений.

Рис. 1.2 При нажатии каждой кнопки "Тарир." изображение соответствующего канала исчезает и вместо него появляется калибровочный импульс прямоугольной формы, размах которого (две амплитуды) показывает вольтметр V1 (по верхней шкале). Потенциометром "Тарир. напр." можно изменять напряжение калибровочного сигнала для получения удобного масштаба. Зная показание вольтметра V1 и число клеток, занимаемых калибровочным импульсом, определяют масштаб (цену деления) клетки. По цене деления клетки и размеру изображения определяют величину измеряемого напряжения. После калибровки изменять положение регуляторов усиления нельзя. Тумблер "Вход Х" имеет два положения: "Внеш." и "Внутр.". Если тумблер "Вход Х" перевести в положение "Внутр.", то на экране осциллографа получим изображения в функции времени. Чтобы определить цену деления клетки по времени (масштаб времени) достаточно установить на экране осциллографа изображение одного периода синусоидального напряжения известной частоты (Т=1/f) и измерить число клеток, которое он занимает. Если "Вход Х" переключить в положение "Внеш.", то на экране осциллографа отобразится зависимость напряжения, подключенного к 1 или 2 каналу осциллографа от напряжения, подключаемого к гнезду "Внеш." входа Х. При положении тумблера "Вх. 1 канала" в позиции "Внутр." на вход 1 канала без подключения внешними проводниками подается напряжение генератора с блока Г3. 4. Б л о к в о л ь т м е т р а V2. Вольтметр V2 (рис.1.3, а) - это стрелочный прибор с автоматическим переключением пределов измерения

6

(100мВ, 1В, 10В, 100В), который предназначен для измерения действующих значений гармонических напряжений. На приборе имеется кнопка "Чувств.", при нажатии которой угол отклонения стрелки возрастает в 2 раза, цена деления при этом соответственно уменьшается также в 2 раза. На стендах нет амперметров, поэтому чтобы измерить ток, включают в цепь резистор, сопротивление которого много меньше сопротивления цепи, и вольтметром измеряют на нем напряжение. По закону Ома определяют ток. Аналогично поступают при измерении тока осциллографом. 5. Б л о к к о м б и н и р о в а н н о г о п р и б о р а ф а з о м е т р в о л ь т м е т р (φ-V3). Комбинированный прибор φ-V3 (рис.1.3, б) предназначен для измерения угла φ в градусах, а также действующего значения напряжения от 0 до 10 В.

Рис. 1.3 а

Рис. 1.3 б

При измерении угла φ прибор работает как фазометр, т.е. измеряет угол сдвига между опорным и измеряемым напряжениями. При этом, если горит индикатор "L", то это свидетельствует, что измеряемое напряжение отстает от опорного на угол φ, а если горит "C" - то опережает на угол φ. 6. Б л о к п и т а н и я . Блок питания (рис. 1.4) содержит тумблеры, при помощи которых включается сам стенд и его отдельные блоки.

Рис. 1.4

7

7. Б л о к а н а л и з а т о р а с п е к т р а (АС). Блок анализатора спектра предназначен для наблюдения дискретных амплитудных спектров напряжения на 2 канале осциллографа. В положении переключателя режимов АС "Внутр." регистрируется спектр напряжения генератора, а в положении "Внеш." – спектр исследуемого напряжения. Если спектр сигналов не исследуется, блок АС должен быть выключен (тумблером на блоке питания). 8. Б л о к у м н о ж е н и я ч а с т о т ы ( Б У f ) . Блок умножения частоты предназначен для суммирования гармонических сигналов с кратными частотами, имеющих разную амплитуду, с целью получения негармонических периодических сигналов различной формы. 9. П а н е л и а к т и в н ы х и п а с с и в н ы х э л е м е н т о в . Панели активных и пассивных элементов содержат активные и пассивные элементы, которые при помощи внешних проводников могут соединяться самым разнообразным образом, образуя различные электрические цепи. 10. Корпусные точки – гнезда, помеченные знаком ⊥, соединенные между собой и с заземленным корпусом. Потенциалы корпусных точек принимаются равными нулю. Электрические цепи могут быть линейными и нелинейными. В линейных электрических цепях все элементы цепи – линейные. Пассивные линейные элементы полностью определяются постоянными параметрами: электрическим сопротивлением R = u / i , Ом или проводимостью G = i / u , См (сименс); индуктивностью L = ψ / i , Гн (генри) и емкостью С = q / u , Ф (фарад). Взаимосвязи между напряжениями и токами, а также энергетические характеристики идеальных пассивных линейных элементов представлены в табл. 1.1. Таблица 1.1 Элементы и их Взаимосвязи Мощность изображения токов и напряжений и энергия Резистивный uR = R ⋅ iR iR = G ⋅ u R pR = R ⋅ i 2 = G ⋅ u 2 R

Индуктивный

Емкостный

uL = L ⋅

diL dt

iL =

1 uC = ∫ iC dt C

1 ∫ u L dt L

iC = C ⋅

duC dt

R

WL = L ⋅ i L2 / 2

WC = C ⋅ uC2 / 2

ЗАМЕЧАНИЯ 1. Использование понятий “электрический ток” и “электрическое напряжение” требует указания направлений их действия (выбираются 8

произвольно). При согласованных (одинаковых) направлениях, как правило, указывают только направление тока (стрелкой). 2. Если в момент времени t = 0, принятый за начало рассмотрения процесса, ток индуктивного и напряжение емкостного элементов не равны нулю, то их значения суммируются с результатами интегрирования, т.е. 1 0 1 t 1 t 1 t iL = ∫ u L dt = L ∫ u L dt + L ∫ u L dt = i L ( 0 ) + L ∫ u L dt ; L −∞ −∞ 0 0 t t 1 1 uC = iC dt = u C ( 0 ) + ∫ iC dt . ∫ C −∞ C 0 3. Зависимости, уравнения и элементы, обладающие формальным сходством, называют дуальными. Согласно табл. 1.1 дуальными являются R и G, L и C, UL и iC и т. д. П о д г о т о в к а к р а б о т е . 1. Записать в общем виде формулы взаимосвязи для мгновенных значений токов и напряжений на пассивных элементах цепи R, L, C. 2. Записать выражения для токов в элементах R, L, C цепи при синусоидально изменяющемся напряжении u (t ) = U m sin ωt . Указать зависимости сопротивлений R, L, C - элементов гармоническому току от его частоты. 3. Записать выражения для токов в элементах R, L, C цепи при линейно изменяющемся напряжении u(t)=kt, где k – постоянная. 3. Нарисовать кривые токов через элементы R, L, C при периодическом напряжении синусоидальной и треугольной формы ( ).

Рис. 1.5 П р о г р а м м а р а б о т ы . 1 . Собрать цепь по рис. 1.5 с резисторами RА и Rш2 . Переключатель режима 1 канала осциллографа установить в положение "Внешн.". 2. Переключатель "Пф" панели Г2 установить в положение . Напряжение вольтметра V1 на панели Г3 установить в пределах 1-2 В. Регуляторами ЭК добиться устойчивого изображения входного напряжения (1 канал) и напряжения на резисторе Rш2, пропорционального току цепи (2 канал). Полученные изображения напряжения и тока зафиксировать на кальке. При помощи кнопок "Тарир." произвести калибровку каналов усиления осциллографа, определив цену деления масштабной сетки по вер-

9

тикали (mu, mi ) и горизонтали (mt ). По известным масштабам определить амплитуды входного напряжения и тока. Данные внести в табл. 1.2. Вместо резистора RА подключить конденсатор Сн, а затем катушку индуктивности Lн и повторить предыдущие действия. Таблица 1.2 mi , I m , мА I m ,мА mt , mu , В/кл U m , В мА/кл мкс/кл Цепь с RA Цепь с СH Цепь с LH 3. Переключатель "Пф" панели Г2 перевести в положение и при тех же амплитудных значениях входного напряжения, что и в п. 2, выполнить программу п. 2. Результаты опытов внести в таблицу 1.2. 4. По осциллограммам напряжения и тока п.2, пренебрегая величиной сопротивления Rш2, определить сопротивления R, ХС и ХL (Ом) по закону Ома, а по осциллограммам п.3, учитывая соотношения табл.1.1, определить значения CН (мкФ), LН (мГн). 5. Проанализировать полученные результаты и сделать выводы по работе. К о н т р о л ь н ы е в о п р о с ы . 1. Какой формы сигналы могут генерироваться комплексами (стендами) "Луч" ? 2. Поясните порядок градуировки осциллографа. 3. Перечислите измерительные приборы комплекса и укажите их назначение. 4. Что понимают под корпусными точками блоков (элементов) стенда, какова их роль ? 5. Каково назначение RШ2 в схеме рис. 1.5 ?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2 ИССЛЕДОВАНИЕ АКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЦЕПИ

При подготовке к работе изучить: [1] - с. 9-21; [3] - с. 40-41; [5] - с. 10-12. Ц е л ь р а б о т ы . Снять характеристики независимых источников электрической энергии, познакомиться с управляемым (зависимым) источником тока. П о я с н е н и я . Источники электрической энергии подразделяют на источники напряжения (ЭДС) и источники тока. Источником напряжения (тока) называют источник, напряжение (ток) которого не зависит от сопротивления внешней цепи (RН). Если внутреннее сопротивление источника (r) равно 0 или ∞, источник называют идеальным

10

(рис. 2.1). В реальных источниках внутреннее сопротивление имеет конечное значение, поэтому на практике за источник напряжения принимают источник, для которого выполняется условие 10 r >1 при замыкании второй катушки накоротко (ZН =0) получим: 2 Z вн ≈ − jХ М (4.3) / Х L2 . Если катушка замкнута на RН>>X2, то 2 Z вн ≈ − X M /Rн = Rвн .

(4.4)

Подготовка к работе. 1. При напряжении u(t)=1,42sin(1000t+300) В и токе i(t)=0,0142sin(1000t-300) А рассчитать параметры катушки (Z, R, X, L). 2. Рассчитать коэффициент связи двух одинаковых катушек с параметрами из п.1 подготовки, соединённых последовательно и встречно, если угол сдвига фаз между входным напряжением и током равен нулю. Программа работы. 1. Собрать цепь по рис. 4.1. Установить переключатели генератора в положения, обеспечивающие на выходе Г3 максимальное напряжение U1 при частоте f=200÷500 Гц. 2. Поочередно подключая к зажимам a, b схемы рис. 4.1 катушки индуктивности LD и LF , определить их параметры (активные сопротивления

19

катушек на рисунке не указаны). Результаты измерений и расчета внести в табл. 4.1. 3. Соединить катушки LD и LF последовательно и определить эквивалентную индуктивность при согласном и встречном включениях. Результаты измерений внести в табл. 4.1.

Рис. 4.1

Таблица 4.1 Опыт: U1 = Uа В

Расчет:

М=

; ксв=

ψа

I

Z

R

X

L

град

мА

Ом

Ом

Ом

Гн

LD LF

Посл. согл. Посл.встр. Указание. Ток в цепи определяется по закону Ома I=Ua /Rш3.

4. По данным табл. 4.1 и формулам (4.1) определить величину взаимной индуктивности и коэффициент связи. 5. Собрать цепь по рис. 4.2 (режим холостого хода для катушки LF) и, измерив вольтметром V2 напряжения в точках a и b, Рис. 4.2 определить величину взаимной индуктивности по формуле (4.2). Сравнить найденное значение с полученным в п.4. 6. Замкнуть зажимы "0" и "b" накоротко (режим короткого замыкания) и измерить с помощью вольтметра V2 и фазометра φ напряжение и его фазу в точке а (измерение тока I ). Результаты измерений и расчётов внести в табл. 4.2.

20

Таблица 4.2 Опыт U1=

B

Расчет

Ua

ψа

I

Z

R

X

Rвн

Xвн

В

А

град

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

Короткое замыкание RF=3 кОм Указание. Вносимые сопротивления по данным опытов определяются по формулам Rвн=R-RD ; Xвн=X-XD .

7. Замкнуть зажимы "0" и "b" на сопротивление RF =3 кОм, измерить ток I и его фазу ψа для определения Rвн. Результаты измерений и расчётов внести в табл. 4.2. 8. Определить значения Rвн и Xвн по приближенным соотношениям (4.3) и (4.4), используя величины ХМ и ХL, найденные в опыте. Полученные результаты сравнить с опытными данными п. 6 и п. 7. 9. Проанализировать полученные результаты и сделать выводы по работе. К о н т р о л ь н ы е в о п р о с ы . 1. Какие катушки называют индуктивно связанными? 2. Дайте определение согласного и встречного включения катушек. 3. Как опытным путём можно определить вид включения индуктивно связанных катушек ? 4. В каких пределах изменяется коэффициент связи? 5. Поясните смысл вносимого сопротивления.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5 РЕЗОНАНС В ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОМ КОЛЕБАТЕЛЬНОМ КОНТУРЕ

При подготовке к работе изучить: [1] – с. 105-110; [3] - с. 212-215; [5] - с. 48-52. Ц е л ь р а б о т ы . Исследовать входные и передаточные частотные характеристики последовательного колебательного контура при различных добротностях. П о я с н е н и я . Резонансом в электрической цепи, содержащей катушку индуктивности и конденсатор, называют режим, при котором входные гармонические напряжения и ток совпадают по фазе. В цепи из последовательно соединенных катушки индуктивности с параметрами R, L и конденсатора емкостью С с малыми потерями резонанс наступает при равенстве X=ωL-1/ωC=0, или Zвх=R. При этом входной ток

становится максимальным I 0 = E/ R 2 + (X L - X C )2 = E / R , а напряжение на конденсаторе, равное реактивной составляющей напряжения катушки 21

игдуктивности, в режиме резонанса может значительно превышать входное напряжение (ЭДС): U C 0 = U L 0=( 1/ ω 0 C)I 0= ω0 LI 0= L/C I 0= ρ I 0 ; U C 0 /E= ρ /R . Величину ρ = L / C называют характеристическим сопротивлением контура, а отношение U C 0 / U L 0 = ρ / R = Q - добротностью. Для радиотехнических контуров Q достигает десятков, а иногда - сотен единиц. При анализе частотных свойств контура наибольший интерес представляют комплексные входные и передаточные функции цепи: входное сопротивление Zвх(jω), входной ток I(jω), передаточные функции по напряжению H UС ( jω ) = U С / U и H UL ( jω ) = U L / U . График зависимости модуля входной или передаточной функции от частоты называют амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ), график зависимости аргумента передаточной функции от частоты - фазочастотной характеристикой (ФЧХ). Для последовательного RLC-контура частотные комплексные характеристики имеют вид: 2

2

Z вх ( jω)=R+j ( X L -X C )= R +(ω L-1/ω C ) ⋅ e

jarctg

( ω L −1 /ωC ) R ;

-j arctg E E I ( jω) = = ⋅e Z вх R 2+(ω L-1/ω C ) 2

( ω L −1 /ωC ) R ;

-j ( π / 2 + arctg -jX C XC H C ( jω) = I ( jω) = ⋅e E R 2+(ω L-1/ω C) 2

ω L −1/ωC ) R .

Частотные характеристики могут быть построены в функции частоты ω или f, однако более наглядны характеристики, построенные в функции относительной частоты ω/ω0 или f / f0. Для примера на рис. 5.1, а, б показаны АЧХ и ФЧХ входных комплексных функций (сопротивления и тока), а на рис.5.1, в - АЧХ передаточной функции по напряжению (на емкости) при различных Q. АЧХ функции входного тока достигают своего экстремального значения при резонансе. Максимумы АЧХ функции выходного напряжения с резонансной частотой не совпадают и тем больше, чем ниже добротность Q (рис. 5.1, в). С целью нормирования уровня искажений сигналов в колебательном контуре вводится понятие полосы пропускания (Пω). Полосой пропускания контура называют диапазон частот, в котором АЧХ функции входного тока уменьшается не более чем в 2 раз по сравнению с её значением на частоте резонанса. Граничные частоты полосы пропускания ω1 и ω2 можно определить по уровню ±45° ФЧХ этой же функции. Полоса пропускания определяет добротность контура: Q=ω0 / Пω (Q=1/П, где П - относительная полоса пропускания). 22

а

б Рис. 5.1

в

П о д г о т о в к а к р а б о т е . 1. Для цепи рис. 5.2 рассчитать резонансную частоту f0, полосу пропускания Пf (кГц), характеристическое сопротивление ρ и добротность Q, входной ток I0 и напряжение на ёмкости UC0, полагая параметры цепи известными: E=U1=1.5 В, RM=160 Ом, RШ3=100 Ом, LВ=45 мГн, CВ=30 нФ. Результаты расчётов внести в табл. 5. 1. Таблица 5.1 П I0 UС0 Zвх0 ρ Ua Q СВ f0

кГц Предварительный расчет Результаты эксперимента

кГц

мВ _

мА

В

Ом

Ом

мкФ

П р о г р а м м а р а б о т ы . 1. Собрать цепь по рис. 5.2. Переключатели генератора установить в положения, обеспечивающие на его выходе макси

Рис. 5.2 мальное напряжение U1 синусоидальной формы с частотой 2-20 кГц. Установить значения f=2 кГц и RМ=160 Ом. Включить электронный коммутатор. Переключатель каналов осциллографа поставить в среднее положение. Тумблер 1-го канала - в положение "Внутр.". 23

Регуляторы "Ослабление" обоих каналов - в положение "1:10 ". Регуляторами "Развертка", "Усиление" и "Расхождение" настроить осциллограф на изображение одного периода сигналов. 2. Плавно увеличивая частоту f (регулятором "Частота плавно") найти частоту резонанса и полосу пропускания контура (по показаниям фазометра). Измерить на резонансной частоте напряжение Ua на RШ3 (точка а) и на емкости CB (точка b). Результаты измерений внести в табл. 5.1. Замечание. На рис. 5.2 не показано резистивное сопротивление катушки, которое составляет примерно 25 Ом. Вместо LВ и СВ можно включать LА и СВ . 3. По данным п.2 рассчитать величины Пf, I0, Zвх0 , ρ, Q, СВ. Результаты расчета внести в табл. 5.1 и сравнить их с полученными в п.1 подготовки. 4. Равномерно изменяя частоту f в пределах f0 -2Пf < f