2.2. Последовательное включение емкостей
Собрать схему Рис 2.2. Величина последовательно включенных конденсаторов С2, С3, С4, напряжение источника U1 и частота переменного напряжения f устанавливается в соответствии с вариантом задания.
№ вар. |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
U1 (В) |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
110 |
120 |
f (кГц) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
С2 (мкФ) |
1 |
3 |
1 |
3 |
6 |
5 |
4 |
2 |
7 |
6 |
8 |
9 |
С3 (мкФ) |
3 |
2 |
5 |
1 |
5 |
1 |
6 |
7 |
4 |
1 |
3 |
4 |
С4 (мкФ) |
2 |
4 |
2 |
4 |
3 |
2 |
5 |
1 |
2 |
7 |
2 |
7 |
С1 (мкФ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вычислить входное сопротивление цепи на частоте генератора Хвх=1/ωС1 С1 – емкость, эквивалентная последовательно включенным конденсаторам С2, С2, С4. При переключении S1 ток амперметра М1 не должен изменяться.
Все измерительные приборы должны быть переменного тока.
Амперметр М1 – контролирует ток источника напряжения U1. Вольтметры М2, М3, М4 – измеряют напряжения на соответствующих емкостях.
Рис 2.2. Схема для исследования последовательного включения емкостей.
Рис 2.3. Осциллограммы к схеме рис 2.2.
Резистор R1=1 Ом служит для измерения тока через емкость С1. Выбирается малой величины (R1<<1/ωС1). Осциллограф позволяет измерить амплитуду напряжения на генераторе и напряжение на токовом резисторе R1 ( Рис. 2.3)
Внимание! Все приборы измеряют действующие значения переменного тока и напряжения, а осциллограф – амплитудное!
Записать показания измерительных приборов М1-М5 в таблицу ниже.
Параметры |
Измерительный прибор |
Измеренное значение |
Расчетное значение |
U1 (B) |
М5 |
|
|
I (А) |
М1 |
|
|
UС2 (В) |
М2 |
|
|
UС3 (В) |
М3 |
|
|
UС4 (В) |
М4 |
|
|
Вычислить напряжение на емкостях UС2, UС3, UС4 и сравнить с измеренным. Проверить, чтобы напряжение источника U1 соответствовало суммарному значению U1 = UС2+ UС3+UС4 .
Измерить с помощью осциллографа:
Период колебаний T. Вычислить частоту f=1/T и сравнить с частотой, установленной в генераторе;
Амплитудное напряжение генератора Um (красный луч осциллографа), вычислить действующее напряжение
и сравнить его с показанием вольтметра
М5;Амплитудное напряжение UR1 на резисторе (синий луч осциллографа). Вычислить амплитудный ток через емкость Im1= UR1/ R1, найти действующее значение тока
и сравнить его с показанием амперметра
М1;Фазовый сдвиг на емкости С1 между напряжением и током. Для этого реперами на осциллограмме измеряется временной сдвиг tф между максимумами напряжения (кр. луч) и тока (син. луч). Вычислить угол сдвига фазы между напряжением и током в индуктивности φ (град)= 360·tф/Т (из осциллограммы видно, что ток опережает напряжение на угол φ (град)). Нарисовать векторную диаграмму.
Вывод;