2.Вимірювальна установка

Схема вимірювальної установки наведена на рис. 3

Рис. 3

Опір R = 100 Ом ввімкнено для обмеження струму в схемі. Напругу і частоту задають за допомогою генератора прибору П321. Вимірювання модуля опору реактивного двополюсника виконується непрямим методом за величинами напруги і струму. В якості реактивного двополюсника поперемінно вмикаються дві із чотирьох схем, зображених на рис. 1 за завданням викладача. Вимірювання частотних характеристик потрібно виконувати в діапазоні від 500 Гц до 15000 Гц через кожні 500 Гц. Але біля частот резонансу і антирезонансу виміри потрібно виконувати через кожні 100 Гц.

Без перевірки викладача схему не вмикати!

3.Порядок виконання роботи

1. Зібрати схему вимірювання, поперемінно вмикаючи як навантаження два трьохелементних двополюсника за вибором викладача.

2. Виконати вимірювання напруги на двополюснику і струмів, протікаючих у колі, у діапазоні частот від 500 до 15000 Гц через кожні 500 Гц (біля частот резонансу і антирезонансу вимірювання проводити частіше, через кожні 100 Гц).

3. Розрахувати модулі опору реактивних двополюсників для вимірювання частот.

4. За даними вимірювань побудувати графіки частотних залежностей [Z]=F(f) для виміряних двополюсників. Відмітити на графіку резонансні і антирезонансні частоти.

5. Розрахувати за допомогою формул (табл.) частоти резонансу і антирезонансу для вибраних схем і порівняти їх із експериментальними значеннями відповідних частот.

6. Використовуючи значення загальних властивостей реактивних двополюсників і величини резонансних і антирезонансних частот, побудувати для вибраних реактивних двополюсників теоретичні залежності

Z = F₁(f) і Y = F₂(f).

7. Визначити за графіком [Z] = F(f) активні втрати в досліджуваних реактивних двополюсниках.

8. Результати вимірів і розрахунків заносяться в таблицю:

№ пп.		f	1 – й двополюсник				2 – й двополюсник
			U	I		U		I
	Гц		В	А	Ом	В		А	Ом

4.Склад звіту

У звіті про роботу необхідно навести:

а) схеми двополюсників і вимірювальної установки;

б) розрахункові формули;

в) дані вимірів і розрахунків;

г) графіки частотних залежностей Z = F₁(f) і Y = F₂(f).

5.Контрольні запитання

1. Скільки резонансних і антирезонансних частот має реактивний двополюсник?

2. Що таке нулі і полюса частотних характеристик?

3. Теорема Фостера.

4. Частотні характеристики трьохелементних реактивних двополюсників.

5. Як визначити Z(ω) канонічного реактивного двополюсника?

6. Що таке канонічні реактивні двополюсники?

Лабораторна робота №4

Визначення первинних і вторинних параметрів

однорідної двопровідної лінії

1.Теоретичні відомості

Одним із найбільш розповсюджених методів визначення первинних і вторинних параметрів однорідної двопровідної лінії є метод холостого ходу /х.х./ і короткого замикання /к.з./. При цьому методі первинні і вторинні параметри визначаються за даними вимірів вхідних опорів лінії в режимі х.х. і к.з. .

Для вимірювання цих опорів звичайно використовують міст змінного струму, який дозволяє визначити дійсну і уявну складові вимірюваного опору.

Із теорії усамітненої двопроводної лінії відомо, що її вхідний опір у режимах х.х. і к.з. зв’язаний із вторинними параметрами – хвильовим опором Z_В і розповсюдженням γ – наступним чином:

, (1)

, (2)

де l – довжина лінії в кілометрах.

Перемножуючи (1) і (2) і беручи квадратний корінь із обох частин отриманого рівняння, знаходимо Z_В:

. (3)

Поділивши (1) на (2) і беручи квадратний корінь із обох частин отриманого рівняння, знаходимо:

. (4)

Хвильовий опір лінії можна визначити безпосередньо за формулою (3). Для розрахунку коефіцієнта розповсюдження γ потрібно використати н формули, які визначають дійсну і уявну складові гіперболічного тангенса за відомим значенням шуканого тангенса. Якщо ввести позначення , то

; (5)

. (6)

За допомогою (5) і (6) по таблицях гіперболічних і кругових тангенсів можна визначити коефіцієнт затухання α і коефіцієнт змінення фази β. Потім за формулою

(7)

можна знайти коефіцієнт розповсюдження лінії.

Первинні параметри обчислюються після визначення вторинних параметрів. При цьому:

; (8)

, (9)

де R – кілометричний опір лінії;

L – кілометрична індуктивність лінії;

G – кілометрична провідність ізоляції лінії;

С – кілометрична ємність ізоляції лінії.

Із (8) і (9)

[Ом/км], (10)

[Гн/км], (11)

[1/Ом*км], (12)

[Ф/км]. (13)

У формулах (10) – (13) символ Rе означає, що від величини, яка стоїть у квадратних дужках береться дійсна частина, а символ Im – що від цієї величини береться уявна частина.

Метод х.х. і к.з. зручно використовувати для визначення первинних і вторинних параметрів лінії у тих випадках, коли фізична довжина лінії l не перевищує чверті довжини хвилі λ/4. Якщо l більше λ/4, то визначення коефіцієнту змінення фази за допомогою даного методу утруднюється.