1.Узгодження коливальним контуром

В схемі рис.19 джерело навантажене на комплексний вхідний опір послідовного коливального контуру

(32)

Оскільки активна складова внутрішнього опору джерела , а реактивна , то умови узгодження запишуться

, (33)

. (34)

Рівняння (33) є умовою узгодження активних, а рівняння (34) – реактивних опорів (другу умову називають також умовою резонансу в колі). При резонансі умова узгодження активних опорів (33) спрощується

, (35)

а схема на рис.19 набуває вигляду (рис.21)

Рисунок 21 – Еквівалентна схема узгодження навантаження із джерелом при резонансі

де - опір, активна потужність якого збігається з потужністю навантаження ( ).

За схемою на рис.21 легко знайти потужність навантаження

. (36)

Коефіцієнт корисної дії кола на рис.19

, (37)

де коефіцієнт корисної дії контуру

, (38)

напруга навантаження

, (39)

і напругу на виході джерела .

Індуктивність котушки і ємність конденсатора, потрібні для досягнення узгодження джерела і навантаження в схемі на рис.19, знаходяться наближено з умов узгодження, якщо знехтувати опором

, (40)

. (41)

2. Узгодження трансформатором

В схемі на рис.20 генератор навантажений на вхідний опір трансформатора

. (42)

Тому умови узгодження активних і реактивних опорів запишуться

, (43)

(44)

Враховуючи, що взаємна індуктивність , де - коефіцієнт магнітного зв’язку між котушками, умову узгодження реактивних опорів можна подати у вигляді

. (45)

Оскільки , а другий множник лівої частини співвідношення (45) також менший одиниці, тому умову узгодження реактивних опорів можна виконати лише наближено, якщо

, (46)

. (47)

Тоді умова узгодження активних опорів (43) спрощується

, (48)

де – коефіцієнт трансформації трансформатора.

Якщо характеристики трансформатора відомі, то останній вираз дозволяє знайти опір навантаження , при якому генератор в схемі на рис.20 буде працювати в узгодженому режимі:

. (49)

За умов узгодження схема на рис.20 набуває вигляду рис.22 ,

Рисунок 22 - Еквівалентна схема узгодження навантаження із джерелом за допомогою трансформатора

з якої знаходяться потужність навантаження

, (50)

коефіцієнт корисної дії кола на рис.20

, (51)

де

. (52)

Коефіцієнт корисної дії трансформатора, напруга навантаження і напруга на виході генератора . Відзначимо, що експериментальну перевірку вимоги легко здійснити за виразом , де - коефіцієнти трансформації трансформатора в режимі холостого ходу при прямому і оберненому включеннях.

Завдання

1. Узгодження джерела і навантаження змінним резистивним опором.

1.1. При розімкнутих плюсах генератора виставити на його виході напругу в межах (8÷10) В і частоту f в декілька кілогерц. Виставленні значення напруги і частоти занести до табл.15.

Таблиця 15 – Результати узгодження джерела і навантаження

, кГц	, В	, Ом	, Ом	, В	, Ом	, В	, мВт	, мВт	, мВт

Далі всі досліди проводяться при вибраній частоті f і напрузі .

1.2 Підключити до виходу генератора змінний опір з блоку змінних опорів (БЗО) і встановити на ньому опір, при якому напруга на виході генератора зменшиться вдвічі порівняно з напругою холостого ходу. Виставлений на БЗО опір дорівнює внутрішньому опору генератора. Занести його значення до стовпця табл.15.

1.3 Змінивши опір БЗО на Ом в більший і менший бік порівняно з , виміряти напругу навантаження. Значення опорів і БЗО, а також напругу на них і занести до табл.15.

2. Узгодження коливальним контуром.

2.1 Зібрати коло згідно схеми рис.19, де котушка індуктивності конденсатор (С) і навантаження беруться з блоків змінних індуктивностей (БЗІ), ємностей (БЗЄ) і опорів (БЗО).

2.2 Виставити на БЗО опір в межах 900 – 1000 Ом і розрахувати потрібні для узгодження значення ємності БЗЄ і індуктивності БЗІ. Вибране значення опору БЗО і розраховані значення ємності БЗЄ (С) і індуктивності БЗІ (L) записати до табл.16.

Таблиця 16 – Результати узгодження коливальним контуром

, Ом	, Ом	L, мГн	С, мкФ	, В	, В	, В	, мВт	, мВт

2.3 Виставити на БЗЄ і БЗІ отримані в п.2.2 значення ємності і індуктивності і провести виміри вихідної напруги генератора і напруги навантаження при тій же частоті і е.р.с. генератора, що і в п.1.1. Переконатись, що вихідна напруга генератора . Переконатись також, що при змінах ємності БЗЄ і індуктивності БЗІ напруга навантаження суттєво не зростає. Результати вимірювань занести до табл.16.

2.4 Підключити опір БЗО(див. табл.16) безпосередньо до виходу генератора, виміряти напругу на опорі і результат занести до стовпця табл.16.

2.5 Мостом змінного струму виміряти параметри використаних навантаження БЗО, котушки індуктивності L, БЗІ, конденсатора С БЗЄ і записати їх значення.

3. Узгодження трансформатором

3.1 З елементів набірного поля взяти трансформатор і мостом зміного струму виміряти параметри його обмоток , і , (під індуктивністю розуміти більшу з індуктивностей обмоток). Результат вимірів занести до таблиці 17.

Таблиця 17 – Результати узгодження трансформатором

, Ом	, мГн	, Ом	, мГн			, Ом	, В	, В	, мВт

3.2. Зібрати коло згідно схеми рис.20, де опір БЗО і, відключивши від кола БЗО, виміряти коефіцієнти трансформації трансформатора при прямому включенні (вхідна обмотка з індуктивністю ) і , при оберненому включенні (вхідна обмотка з індуктивністю ). Результати вимірів занести до таблиці 17. Переконатись, що виконується умова .

3.3 Розрахувати опір навантаження трансформатора , при якому зібране в п.3.2 коло(див. рис.20) буде працювати в узгодженому режимі. Результати розрахунку занести до табл.17. Переконатись, що виконується вимога .

3.4 Підключити до виходу трансформатора БЗО і виставити на ньому опір , розрахований в п.3.3 (див. табл. 17). Далі виміряти напругу навантаження і напругу на виході генератора , при тих же е.р.с. і частоті генератора, що і в п.1.1 (див. табл. 15). Переконатись, що напруга на виході генератора вдвічі менша за е.р.с. (див. , табл.15). Результати вимірів занести до таблиці 17. Мостом змінного струму виміряти також опір БЗО і занести його значення до табл.17.