ЧАСТОТНЫЕ СВОЙСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ
1.
Цель работы
Экспериментальное исследование частотных характеристик электрической цепи с последовательным соединением реактивных элементов.
2. Предварительное домашнее задание
2.1. Изучить тему «Частотные свойства электрических цепей», содержание данной лабораторной работы и быть готовым ответить на все контрольные вопросы к ней.
2.2. Начертить принципиальные схемы исследуемых цепей с включенными измерительными приборами.
3. Порядок выполнения работы
3.1. Собрать электрическую цепь с последовательным соединением элементов (рис. 1) и предъявить её для проверки преподавателю.
4. Содержание отчета
Отчет должен содержать:
а) наименование и цель работы;
б) электрические схемы проведенных экспериментов;
в) таблицы с результатами эксперимента;
г) экспериментальные характеристики;
д) выводы о частотных свойствах исследованной цепи.
5. Контрольные вопросы
1. Почему при изменении частоты источника питания изменяется входное сопротивление цепи, содержащей реактивные элементы?
2. Что понимают под «резонансом» в электрической цепи переменного тока?
3. Построить векторную диаграмму напряжений в цепи с последовательным соединением R,L,C для режима резонанса с указанием вектора напряжения на реальной катушке индуктивности.
4. Изменением каких параметров в последовательной RLC-цепи, подключенной к источнику синусоидального сигналов можно получить резонансный режим?
5. Как можно определить значение резонансной частоты в цепях с последовательным и параллельным соединением элементов?
6. Как определяется добротность последовательной RLC-цепи и что она характеризует.
7. В последовательной R, L, C-цепи при резонансе известны приложенное напряжение U, напряжение на катушке UК и напряжение на конденсаторе UС .
8. Почему добротность цепи, определенная как Q1=UК /U и Q2=UC/U получается различной? В каком случае больше?
9. Как влияет на добротность изменение активного сопротивления в последовательной цепи?
10. Как определяется полоса пропускания частот и что она характеризует?
Экспериментальное исследование частотных характеристик электрической цепи с последовательным соединением реактивных элементов.
2. Предварительное домашнее задание
2.1. Изучить тему «Частотные свойства электрических цепей», содержание данной лабораторной работы и быть готовым ответить на все контрольные вопросы к ней.
2.2. Начертить принципиальные схемы исследуемых цепей с включенными измерительными приборами.
3. Порядок выполнения работы
3.1. Собрать электрическую цепь с последовательным соединением элементов (рис. 1) и предъявить её для проверки преподавателю.
3.2. Включить
электропитание, установить на
выходе генератора напряжение 5…6 В
и изменяя частоту входного
сигнала от 40 Гц до 400 Гц измерять
входное напряжение U, активную мощность
цепи Р, ток в цепи I, напряжения на катушке
индуктивности UК, конденсаторе UC,
а также угол сдвига фаз φ между входным
напряжением
U и током I. При
этом обеспечить значение
частоты f0 источника питания,
при котором в цепи
будет наблюдаться явление резонанса напряжений (угол сдвига
фаз φ=0). Результаты
измерений занести в табл. 1. Выключить
источник переменного напряжения.
3.3. По
результатам измерений для
каждого значения частоты входного сигнала рассчитать
величину полного сопротивления цепи
ZВХ, активного сопротивления цепи
R,
полного сопротивления катушки
индуктивности ZК, реактивного
сопротивления цепи Х, индуктивного
XL и емкостного XC реактивных
сопротивлений, а также величину
индуктивности L, емкости C и активного
сопротивления цепи R. (табл. 2).
3.4. По результатам расчетов и измерений построить графики характеристик I=F(f), ZВХ=F(f), UК =F(f), UC =F(f), φ =F(f).
3.5. Определить граничные частоты f2 и f1 , а также резонансную частоту f0. По найденным значениям частот вычислить добротность Q1. Используя значения параметров элементов последовательной цепи вычислить добротность Q2. Сравнить полученные значения добротности. Результаты расчетов занести в табл. 3.
3.4. По результатам расчетов и измерений построить графики характеристик I=F(f), ZВХ=F(f), UК =F(f), UC =F(f), φ =F(f).
3.5. Определить граничные частоты f2 и f1 , а также резонансную частоту f0. По найденным значениям частот вычислить добротность Q1. Используя значения параметров элементов последовательной цепи вычислить добротность Q2. Сравнить полученные значения добротности. Результаты расчетов занести в табл. 3.
4. Содержание отчета
Отчет должен содержать:
а) наименование и цель работы;
б) электрические схемы проведенных экспериментов;
в) таблицы с результатами эксперимента;
г) экспериментальные характеристики;
д) выводы о частотных свойствах исследованной цепи.
5. Контрольные вопросы
1. Почему при изменении частоты источника питания изменяется входное сопротивление цепи, содержащей реактивные элементы?
2. Что понимают под «резонансом» в электрической цепи переменного тока?
3. Построить векторную диаграмму напряжений в цепи с последовательным соединением R,L,C для режима резонанса с указанием вектора напряжения на реальной катушке индуктивности.
4. Изменением каких параметров в последовательной RLC-цепи, подключенной к источнику синусоидального сигналов можно получить резонансный режим?
5. Как можно определить значение резонансной частоты в цепях с последовательным и параллельным соединением элементов?
6. Как определяется добротность последовательной RLC-цепи и что она характеризует.
7. В последовательной R, L, C-цепи при резонансе известны приложенное напряжение U, напряжение на катушке UК и напряжение на конденсаторе UС .
8. Почему добротность цепи, определенная как Q1=UК /U и Q2=UC/U получается различной? В каком случае больше?
9. Как влияет на добротность изменение активного сопротивления в последовательной цепи?
10. Как определяется полоса пропускания частот и что она характеризует?