Лабораторная работа № 6

ИССЛЕДОВАНИЕ УСТАНОВИВШЕГОСЯ СИНУСОИДАЛЬНОГО

РЕЖИМА В ПРОСТЫХ ЦЕПЯХ

Цель работы: практическое ознакомление с синусоидальными режимами в простых RL-, RC- и RLC-цепях.

6.1. Подготовка к работе

При анализе электрических цепей в установившемся синусоидальном режиме важно твердо усвоить амплитудные и фазовые соотношения между токами и напряжениями элементов цепи. Необходимо помнить, что ток в R-элементе совпадает по фазе с напряжением, ток в L-элементе отстает, а в C-элементе опережает напряжение на четверть периода (90°).

Следует учитывать, что комплексные сопротивления индуктивности и емкости есть функции частоты:

Функциями частоты являются, следовательно, и комплексные сопротивления RL-, RC- и RLC-цепей. Так, для RLC-цепи, изображенной на рис. 6.1, в, комплексное сопротивление

Реактивная составляющая этого сопротивления равна разности модулей

индуктивного и емкостного сопротивлений и поэтому может принимать различные знаки: если она положительна, реакция цепи имеет индуктивный характер, если отрицательна – емкостный, если обращается в нуль (т. е.), цепь будет находиться в состоянии резонанса.



Как модуль и аргумент комплексного сопротивления



так и определяемые ими по закону Ома действующее значение и начальная фаза тока существенно зависят от соотношения значений индуктивного и емкостного сопротивлений.

---

Токи и напряжения цепи в установившемся синусоидальном режиме наглядно представляют с помощью ВД. Такая диаграмма для RLC-цепи приведена на рис. 6.2, а, где рассматривается случай     45 , т. е. ток I опережает напряжение U0 на 45°, что соответствует емкостной реакции и временной диаграмме, представленной на рис. 6.2, б

6.2. Экспериментальные исследования

Для выполнения работы используют катушку индуктивности, конденсатор и набор резисторов. Источником питания служит ГС. Осциллограммы напряжения и тока снимают с помощью осциллографа.

6.2.1. Исследование установившегося синусоидального режима в RL- и RC-цепях

Соберите схему, изображенную на рис. 6.3, где 01 R  50 Ом – сопротивление резистора, включаемого параллельно выходу ГС для приближения свойств последнего к свойствам идеального ИН.



Напряжение U0 на выходе ГС установите 2 В, частоту ГС f = 7,5 кГц. Затем измерьте ток I и напряжения UR и UC .

Результаты занесите в табл. 6.1. Далее снимите осциллограмму входного напряжения и тока исследуемой цепи. Укажите, где кривая тока, а где напряжения. По осциллограмме определите угол сдвига фаз напряжения и тока. По данным измерений вычислите R и C и постройте ВД тока и напряжений. Сравните значения угла сдвига, полученные по осциллограмме осц и по ВД ВД .

Те же измерения произведите при частоте f = 15 кГц, результаты занесите в табл. 6.1; снимите осциллограммы напряжения и тока, определите R, C и постройте ВД тока и напряжений.

Затем соберите схему, изображенную на рис. 6.4, и повторите все ранее перечисленные операции при частотах f = 7,5 и 3,75 кГц. Сформулируйте вопросы 3, 4, аналогичные 1 и 2, и ответьте на них.

6.2.2. Исследование установившегося синусоидального режима в RLC-цепи

Соберите схему, изображенную на рис. 6.5. На выходе ГС установите напряжение 0 U  2 В. По фигуре Лиссажу, полученной на экране осциллографа после включения режима «X-Y», изменяя частоту ГС в пределах 3…12 кГц, определите точку резонанса (при резонансе синусоиды тока и напряжения находятся в фазе, т. е. наблюдаемый эллипс превращается в прямую ли нию). По осциллограмме вычислите значение резонансной частоты: 0 0 f T 1 , где T0 – период синусоиды.

---

Для трех частот 0 f f  ; 0 f f  2 и 0 f f  0,5 измерьте I, UR , UC , UL . Результаты занесите в табл. 6.2.

Далее снимите осциллограммы входного напряжения и тока исследуемой цепи для трех вышеуказанных частот. По полученным данным постройте ВД, из которых определите значения угла сдвига фаз между входным напряжением и током. Сравните их с соответствующими значениями углов сдвига, полученными по осциллограммам.

Сформулируйте вопросы 5, 6, аналогичные приведенным при исследовании RC-цепи, и ответьте на них.

---

Смотрите также файлы

• Программа физкультурной подготовки Готов к труду и обороне.docx

• Система кодирования информации.docx

• Тест Общественное движение при Александре ii 1.docx

• Лучший способ сделать детей хорошими это сделать их счастливыми.ppt

• Тренинг по скорочтению.docx