Режимы работы последовательной цепи

Режимы	U, B	I, A	UК, B	UС, B	Δt, с	Примечание
Резонанс напряжений						fрез =
Активно-индуктивный						L =
Активно-емкостный						C =

4.1.5. Изменяя индуктивность, добейтесь, чтобы U_К > U_С и I  (0,5…0,8) I_рез. Запишите показания приборов в таблицу 4.1. (строка «Активно-индуктивный режим»). Запишите индуктивность в графу «Примечание».

4.1.6. Установите исходное значение индуктивности, то есть вернитесь к режиму резонанса напряжений (п. 4.1.4).

4.1.7. Изменяя емкость, добейтесь, чтобы U_К < U_С и I  (0,5…0,8) I_рез. Запишите показания приборов в таблицу 4.1. (строка «Активно-емкостный режим»). Запишите емкость в графу «Примечание».

4.1.8. Подключите осциллограф для одновременного наблюдения тока и напряжения источника. Значок этого прибора (Oscilloscope) находится на панели приборов и, после перетаскивания в схемное окно, принимает вид:

Поскольку осциллограф имеет потенциальные входы, ток следует преобразовать в напряжение с помощью специального устройства. В этом качестве можно использовать источник напряжения, управляемый током (ИНУТ). Он находится в группе Sources, семейство CONTROLLED_ VOLTAGE_SOURCES, компонент CURRENT_CONTROLLED_VOLTAGE _SOURCE. Его схемное обозначение имеет вид:

4.1.9. Подключите ИНУТ к одному из каналов осциллографа. Управляющую ветвь ИНУТ включите в цепь последовательно. На другой канал подайте напряжение от незаземленного вывода источника, питающего цепь. Схема показана на рисунке 4.2. Провода, подключенные к каналам осциллографа, желательно окрасить в разные цвета.

Рис. 4.2. Схема снятия осциллограмм тока и напряжения:

Сигнал напряжения подан на канал а, сигнал тока на канал в

Тогда и осциллограммы сигналов будут иметь эти же цвета, что облегчит наблюдение. Для окраски провода щелкните по проводу правой кнопкой мыши, выполните пункт меню Color и, в открывшемся окне, выберите нужный цвет. В рассматриваемом случае, напряжение можно отобразить синим цветом, а ток – красным. Далее, двойным щелчком по значку осциллографа, раскройте его панель, имеющую следующий вид:

Рис. 4.3. Панель двухканального осциллографа

4.1.10. Установите коэффициенты отклонения по каналам A и B в соответствии с ожидаемыми величинами напряжений. Коэффициент развертки установите так, чтобы на экране наблюдались примерно два периода сигнала. Включите цепь и через некоторое время, необходимое для установления гармонического процесса, выключите. Установите белый фон экрана, нажав на кнопку Reverse осциллографа. С помощью кнопки на линейке прокрутки сместите кривые немного назад. Изменяя коэффициенты развертки и отклонения, добейтесь хорошей наблюдаемости осциллограмм. Их примерный вид для активно-емкостного режима показан на рисунке 4.4.

По оси абсцисс отсчитывается время (ось времени), а по оси ординат напряжение. Положение осей времени каналов А и В можно наблюдать после нажатия кнопок «0» переключателей режима входа (см. рис. 4.3). По умолчанию эти оси совпадают, но их можно разделить, задавая разные значения полей «Y position». Экран разбит пунктирной сеткой на деления (divisions). Цена деления по времени (временной масштаб) устанавливается коэффициентом развертки (см. рис. 4.3). Цены деления по напряжению каналов А и В (масштабы напряжения) задаются соответствующими коэффициентами отклонения (см. рис. 4.3).

Из осциллограмм следует, что при активно-емкостном характере цепи напряжение отстает от тока (или ток опережает напряжение).

Необходимо измерить временной сдвиг Δt между током и напряжением по осциллограмме. В рассматриваемом примере временной масштаб осциллограмм (Timebase/Scale) установлен на 200 мкс/дел. Из рассмотрения любых двух ближайших точек, находящихся в одинаковой фазе¹, видно, что напряжение отстает от тока примерно на 2/5 деления, то есть на 80 мкс. Таким образом, Δt  80 мкс.

Рис. 4.4. Осциллограммы тока и напряжения