Синусоидального тока

1. Цель работы – экспериментальное исследование частотных характеристик последовательного и параллельного резонансных контуров.

2. Основные теоретические положения.

2.1 Условием резонанса при последовательном соединении элементов R, L, и С (Рис.11). Является равенство нулю реактивного сопротивления электрической цепи

X=X_L-Xc = w₀L - = 0 или

w₀L = , где w₀ = 2pf₀ – резонансная
частота.

При постоянных параметрах L и C равенство может быть получено путем изменения частоты w. Значение частоты, при котором в цепи наступает резонанс, определяется из соотношения: w = . К частотным характеристикам последовательного резонансного контура относятся зависимости X_L(w), X_C(w), R(w), Z(w), I(w), U_L(w), U_C(w), j(w) при постоянной величине действующего значения напряжения U источника I.

Важной характеристикой резонансного контура является добротность Q =

где R – активное сопротивление цепи, r = - волновое сопротивление (L – в Генри, С – в Фарадах), Q – добротность.

Таким образом, изменяя величину сопротивления R, можно получить частотные характеристики при различных значениях добротности Q контура.

2.2 Условием резонанса при параллельном соединении элементов L и С является равенство нулю реактивной проводимости: для реальных катушки индуктивности и конденсатора (Рис.12.)

условие резонанса определяется соотношением:

b=b_L-b_C =

Добротность параллельного резонансного контура: Q = , где g= - волновая проводимость, g – активная проводимость цепи.

При параллельном соединении L и C рассматривают частные характеристики проводимостей и токов, при условии, что действующее значение напряжения источника при изменении частоты w поддерживается неизменным.

3. Описание лабораторной установки.

Экспериментальное исследование частотных характеристик последовательного и параллельного резонансных контуров проводится на универсальном лабораторном стенде, на лицевой панели которого установлены все элементы исследуемой цепи, источник питания и измерительные приборы.

Перечень элементов, измерительных приборов, а также источник напряжения переменной частоты для выполнения экспериментального исследования рекомендуются преподавателем.

4. Порядок выполнения работы.

4.1. Для заданных индуктивности L и емкости С рассчитать ожидаемую величину резонансной частоты w₀.

ВНИМАНИЕ: Падение напряжения на элементах цепи измерять вольтметром, у которого обе клеммы изолированы от корпуса.

Контроль за синусоидальной формой входного напряжения производится с помощью осциллографа. При искаженной кривой следует уменьшить усилие входного напряжения генератора преобразователя.

Результаты измерений и расчетов занести в таблицу по форме 6.

Форма 6.

Измерено	Вычислено
R1	R2	UВХ	f	w	UR	UL	UC	I	Z	X	φ
Ом	Ом	В	Гц		В	В	В	А	Ом	Ом

4.3. Для схемы, приведенной на рис.14 поддерживая неизменным U_ВХ и изменяя частоту, произвести измерения тока I.

Опыт производится для значений:

1 случай R₁ = R₂ = 0

2 случай R₁=R₂=r

Данные измерений заносятся в таблицу по форме 7.

Форма 7 .

Измерено	Вычислено
R1	R2	UВХ	f	w	UR	I	Z	X
Ом	Ом	В	Гц		В	А	Ом	Ом

5. Содержание отчета.

5.1. Цель работы.

5.2. Таблицы данных электроизмерительных приборов.

5.3. Схемы исследуемых электрических цепей.

5.4. Таблицы наблюдаемых и вычисляемых величин.

5.5. Основные расчетные формулы.

5.6. Опытные и расчетные кривые частотных характеристик I(w); U_L(w); U_C(w); Z(w); X(w); j(w) для одного из значений сопротивления R₁.

5.7. Расчетная зависимость По кривой определить добротность Q для всех значений сопротивления R₁.

5.8. Опытные и расчетные кривые расчетных характеристик I(w); Z(w);

X(w); j(w);

5.9. Выводы по пунктам 4.2. и 4.3.

6. Литература:

[1] Гл.6, §§ 6-1; 6-2; 6-3; 6-4; 6-5; 6-7, стр.261-272, 276-279.

Поиск по сайту: