Исследование цепей на переменном синусоидальном токе

Лабораторная работа № 2

Исследование цепей на переменном синусоидальном токе

Собираем цепь согласно рис. 1 с параметрами из табл. 1, включив в каждую ветвь по амперметру и параллельно каждому элементу - по вольтметру.

Таблица 1

Вариант Е, В f, Гц R1, Ом R2, Ом R3, Ом С1,мкФ С2,мкФ

9 55 200 42 17 26 29 50

Измеряем с помощью амперметров и вольтметров действующие значения токов и напряжений.

Измеряем с помощью осциллографа амплитуды напряжений на всех элементах и фазовые сдвиги между синусоидами напряжений на активных и реактивных элементах (на R2 и С1, на R3 и С2). Для измерений напряжений и фазового сдвига в ветви с элементами R2 и С1 собираем схему согласно рис. 1. Для измерений в ветви с элементами R3 и С2 общую точку входов А и В осциллографа переключаем к соединению между этими элементами.

Рис.1

Рассчитываем все токи и напряжения. Расчетные и экспериментальные данные заносим в табл. 2.

Таблица 2

Условия получения значения параметра Параметры

UR2 UС1 UR3 UС2 I I1 I2 I3

Эксперимент (эффективные значения) 28,96 46,7 46,89 28,67 4,442 1,308 1,704 1,803

Расчет Эффективные значения 28,934 46,727 46,878 28,711 4,442 1,308 1,704 1,803

Амплитудные значения 40,92 66,08 66,3 40,6 6,28 1,85 2,41 2,55

Эксперимент (амплитудные значения) 41,16 66,18 66,52 40,82

Результаты расчетов:

- реактивные сопротивления

- комплексные действующие значения токов в цепи:

- действующие значения токов в ветвях цепи и неразветвленной части цепи:

- действующие падения напряжений на активных и реактивных элементах

- углы фазового сдвига между токами и напряжениями в цепи:

Результаты измерений и результаты выполненных расчетов совпадают с достаточной точностью. Погрешность расчетов незначительна и вызвана округлениями в процессе выполнения вычислений.

Векторную диаграмму токов и напряжений строим в масштабе MU= 0,5 В/мм, MI=0,05 А/мм.

Исследуем процессы в последовательном резонансном контуре, схема которого приведена на рис. 2.

Рис. 2

Параметры элементов цепи в соответствии с индивидуальным вариантом представлены в табл. 1.

Вариант Е, В R, Ом L, мГн C, мкФ

9 40 140 60 0,15

Схема подключения последовательной резонансной цепи к плоттеру для снятия частотных характеристик представлена на рис. 3.

Рис.3

Рассчитываем резонансную частоту f 0, частоты, соответствующие границам полосы пропускания, характеристическое сопротивление ρ и добротность Q последовательного резонансного контура

- резонансная частота

- характеристическое сопротивление

- добротность контура

- коэффициент затухания

– нижняя граница ПП

– верхняя граница ПП

Гц – ширина полосы пропускания (ПП)

Собираем схему согласно рис. 3 и с помощью плоттера получаем АЧХ.

Замеряем резонансную частоту и частоты, соответствующие границам полосы пропускания, определяем ширину полосы пропускания.

Получаем ФЧХ, замеряем фазовый сдвиг на резонансной частоте и на нижней и верхней границах полосы пропускания.