2. Виртуальные исследования
2.1. Предварительные расчёты
На основании данных параметров элементов
исследуемой цепи определить: собственную
частоту колебаний контура, волновое
сопротивление контура, максимально
возможную добротность контура (когда
активное сопротивление контура
равно нулю).
2.2. Исследование частотных характеристик контура
2.2.1. Включить ЭВМ и запустить предложенную преподавателем программу.
2
.2.2.
Смоделировать на наборном поле программы
электрическую цепь с максимальной
добротностью
.
Здесь
- активное сопротивление, которое всегда
имеется у реальной катушки индуктивности.
2.2.3. Запустить программу на выполнение
в режиме расчёта частотных характеристик.
Установить начальный диапазон расчёта
от 1000 Гц (верхняя граница) до 10 Гц (нижняя
граница). Задать построение графика
тока
в зависимости от логарифма частоты.
2.2.4. Проанализировать график и уточнить диапазон частот, при котором график наиболее информативен. Скопировать график в протокол.
2.2.5. В выбранном диапазоне частот
построить графики напряжения на ёмкости
,
идеальной индуктивности
и активной составляющей сопротивления
индуктивности
.
Скопировать графики в протокол.
2.2.6. В выбранном диапазоне частот
построить график фазы тока
.
Скопировать график в протокол.
2.2.7. Повторить испытания по пп. 2.2.2 - 2.2.5 для таких значений сопротивления R1, при которых добротность контура равна 1 и 2.
2.3. Определение параметров цепи в установившемся режиме
2.3.1. Смоделировать на наборном поле программы электрическую цепь с добротностью Q=1.
2.3.2. Запустить программу на выполнение
в режиме расчёта цепей переменного
тока. Задать частоту
,
соответствующую резонансу. Определить
значения тока, напряжений во всех узлах
цепи, мощностей всех элементов. Скопировать
данные в протокол.
2.3.3. Повторить исследования по п. 3.3.2 для
частот
и
.
3. Аналитические исследования
3.1. Дать анализ графиков по пп. 2.2.4-2.2.6. Объяснить вид каждой кривой. Определить по графику полосу пропускания колебательного контура.
3.2. Сопоставить графики по пп. 2.2.5 и 2.2.7. Объяснить изменение графиков в связи с изменением добротности контура.
3.3. Построить векторные и топографические диаграммы токов и напряжений по пп. 2.3.2 и 2.3.3. Объяснить диаграммы.
3.4. Составить баланс мощностей по пп. 2.3.2 и 2.3.3.
Вопросы для самопроверки
1. Определить полное, активное, реактивное и волновое сопротивление контура.
2. Определить условие возникновения резонанса.
3. Как различают резонанс напряжений и резонанс токов?
4. Что такое волновое сопротивление и добротность контура?
5. Как влияет величина добротности на резонансные свойства контура?
6. Как определяют полосу пропускания контура?
Лабораторная работа № 8 Исследование частотных свойств параллельного контура
Цель работы:
виртуально: изучение частотных характеристик цепи с параллельным соединением элементов R, L, C , , , при различных добротностях контура;
аналитически: определение полного и волнового сопротивления контура, определение добротности и полосы пропускания контура, определение сдвига фаз между напряжением и током в контуре.