Файл: Кафедра радиотехники.docx

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» (ФГБОУ ВО «ВГТУ», ВГТУ)

КАФЕДРА РАДИОТЕХНИКИ

ОТЧЁТ

по лабораторной работе № 3

«Резистивно-емкостная цепь»

(название работы)

Студента

Гладких Николая Романовича (ФИО)

«» 2021 г. ____________ (дата) (подпись)

Факультет радиотехники и электроники (ФРТЭ)

Направления (специальности) подготовки 11.03.01 «Радиотехника»

Дисциплина: «Введение в схемотехнику электрических цепей»

Курс первый, группа бРТ-211

«______» ____________________________ г. ______________________ (дата аттестации) оценка, полученная при аттестации

Руководитель ______________________ доцент Литвиненко В.П.

Воронеж 2021 г.

Содержание:

1.Введение

Цель работы: собрать резистивно-емкостную цепь в лабораторных условиях, чтобы проверить достоверность первого и второго законов Кирхгофа для цепи переменного тока.

Задачи:

1. 
   Собрать две резистивно-емкостные цепи.
   
2. 
   Определить расчетные значения напряжения и тока.
   
3. 
   Доказать на основе расчетов, что законы Кирхгофа несправедливы для данной цепи.
   
4. 
   Написать вывод.
   

2.Освоение расчетных соотношений

Рассмотрим резистивно-ёмкостные цепи с разными соединениями, изображенные на рисунке 1.



Рисунок 1

На рисунке 1(а) изображена цепь с последовательным соединением резистора и конденсатора с емкостью .

Полное сопротивление для данной цепи вычисляется по следующей формуле:

(1)

Где модуль сопротивления X_C вычисляется по следующей формуле

(2)

На рисунке 1(б) изображена цепь со смешанным соединением, которое состоит из параллельного и последовательного соединения. Первый

---

резистор и конденсатор соединены параллельно, а последовательно им подключен второй резистор. Модуль полного сопротивления для данной цепи вычисляется по следующей формуле:

(3)

3.Сбор цепи

Соберем в лаборатории две цепи, которые представлены на рисунке 2.



Рисунок 2

Данные цепей R1=1.8 кОм, R2=3.6 кОм, V1=3 В, f=40 кГц. Занесем в таблицу 1 значения I_общ, I₁, I₂, V₁, V₂, V₁₂, полученные путем измерения их на приборах в кабинете.

Таблица 1

Цепь	Iобщ, мА	I1, мА	I2, мА	V1, В	V2, В	V12, В
Рисунок 2а	-	1.276	0.356	3	1.285	1.715
Рисунок 2б	1.325	-	-	3	1.285	1.715

4.Проведение расчетов

Для того, чтобы рассчитать значения тока и напряжения необходимо рассчитать полное сопротивление цепи. Для этого воспользуемся формулами (1) и (2) для рисунка 2а и формулой (3) для рисунка 2б.

Для рисунка 3 модуль полного сопротивления равен:









Для рисунка 2б модуль полного сопротивления равен:

---

Зная значения модулей полного сопротивления для каждой цепи, рассчитаем токи и напряжения в них.

Расчеты для рисунка 2а:







Теперь мы можем найти напряжения и c помощью закона Ома:













Проверим выполнение 1 закона Кирхгофа, для этого найдем общий ток :









Вывод: Сумма амплитудных или действующих значений токов не равна общему току в цепи, так как присутствует разница в результатах.

Расчеты для рисунка 2б:









Проверим выполнение 1 закона Кирхгофа, для этого найдем общее напряжение :

---

Вывод: Первый и второй законы Кирхгофа в цепи с реактивными элементами не выполняются для амплитудных и действующих значений гармонических токов и напряжений.

Запишем все полученные данные в таблицу 2.

Таблица 2

Цепь	, мА	, мА	, мА	, В	, В	, В
Рисунок 2а	-	1.45	0.3575	3	1.278	1.713
Рисунок 2б	1.49	-	-	3	7.659	1.713

5.Заключение

Вывод: в ходе лабораторной работы мы собрали резистивно-ёмкостную цепь и провели ее полный анализ, освоили необходимый теоретический минимум по расчету цепи переменного тока, провели моделирование двух цепей с разными соединениями. Мы сделали вывод о том, что законы Кирхгофа в цепи с реактивными элементами не выполняются для амплитудных и действующих значений гармонических токов и напряжений.

---