Порядок расчета:

а) Выполняется разложение заданной функции напряжения в ряд Фурье (Для наиболее распространенных функций разложение приведено в справочниках)

u(t) = U₀ + . (4)

б) В зависимости от требуемой точности расчета выбирается число членов ряда (Для ориентировочных расчетов достаточно четырех).

в) Определяется постоянная составляющая тока I₀ (ток нулевой гармоники)

I₀ = U₀/z₀ , (5)

где: z₀ - эквивалентное сопротивление цепи при f = 0.

г ) Определяются амплитуды напряжения каждой гармоники в комплексной форме

_mk = U_mk e , (6)

где: k = 1, 2, 3 …

д) Определяется амплитуда тока каждой гармоники в комплексной форме

_mk = _mk / _k = I_mke , (7)

где: _k - комплексное сопротивление гармоники.

е) Записывается мгновенное значение тока каждой гармоники

i_k = I_mksin(kt + _k). (8)

ж) Результатом расчета является несинусоидальная функция тока, представленная на миллиметровке в виде суммы гармоник:

i(t) = I₀ + I_m1sin(t +₁) + I_m2sin(2t + ₂) + … + I_mksin(kt +_k). (9)

При построении гармоник на общем графике следует учитывать, что масштаб по оси абсцисс для к - ой гармоники должен быть взят в к - раз большим, чем для первой гармоники.

з) Вычисляется действующее значение несинусоидального тока

I =(I₀² + I_m1²/2 + … + I_mk²/2)^1/2 (10)

Результаты расчета предъявляются преподавателю, после чего студенты приступают к выполнению экспериментальной части.

3.2. Экспериментальная часть

Схема лабораторной установки изображена на рис.3.

В схеме использовано следующее оборудование:

• магазин сопротивлений Р-33;

• индуктивность (L) обмотка А-Х трансформатора;

• конденсатор С;

• генератор звуковых частот ГЗ-111;

• осциллограф электронный С1-83.

3.2.1. Подготовка осциллографа с1-83 (с1-93) к работе

• Подключить разъем соединительного кабеля к гнезду  1м 35 рF входа канал I.

• Нажать кнопку I переключателя канала слева от экрана.

• У осциллографа С1-83 поставить кнопку множителя в положение 10 (“утоплено”).

• Рычажок характер входа канал I поставить в положение .

• На блоке развертка поставить ступенчатый переключатель время/дел. в положение 1ms.

• На блоке синхронизация нажать кнопки I внутр. и -.

• Включить вилку сетевого шнура в одну из розеток, подсоединенных к клеммам 220В на панели питания стенда.

• Включить автомат АП на стенде.

• Включить питание осциллографа, вытянув кнопку питание. При этом загорается сигнальная лампочка рядом с кнопкой.

• Через 2 - 3 минуты на экране появится изображение горизонтальной линии.

• Отрегулировать степень яркости и фокусировки.

• Ручкой  вывести горизонтальную линию в середину экрана.

• Произвести калибровку канала вертикального отклонения луча. Для этого установить ступенчатый переключатель v/дел. в положение 6 дел. Ручку плавной регулировки, расположенную на оси ступенчатого переключателя, установить в крайнее правое положение (повернуть по часовой стрелке). При этом величина изображения сигнала на экране должна быть равен 6 делениям. После проведенной калибровки осциллограф можно использовать для измерения напряжений как вольтметр.

• Установить ступенчатый переключатель V/дел. в положение 0,2 v/дел. Масштабный коэффициент вертикального отклонения луча: Мв = 0,2 V/дел10 = 2 V/дел.