II. Самостоятельная работа.

Рекомендуемое время

80 Минут

Задание №1. Конденсатор в цепи однофазного синусоидального тока.

Исходные данные:

• Действующее напряжение генератора переменного напряжения Е=220В, частота =60Гц.

• Емкость конденсатора С=1F.

1. Получить осциллограммы напряжения и тока в цепи, фигуру Лиссажу.

2. Измерить разность фаз между напряжением и током в цепи.

3. Измерить активную, реактивную и полную мощность.

Результаты измерений и расчетов занесите в Отчет.

Примечание: Рекомендуемые настройки осциллографа для получения осциллограмм напряжения и тока, фигуры Лиссажу приведены на рис. 7.

Рис. 7.

Задание №2. Последовательное соединение L и С в цепи однофазного синусоидального тока.

Схема цепи показана на рис.8.

Рис. 8.

Исходные данные:

Действующее напряжение генератора переменного напряжения Е=220В, частота =60Гц.

Вариант	1	2	3	4	5
L , μH	1	0,5	0,5	2	1,5
C , mF	1	1	2	2	1,8

1. Измерить действующие значений тока и напряжения в цепи.

2. Получить осциллограммы напряжения и тока в цепи, фигуру Лиссажу.

3. Измерить активную, реактивную и полную мощность.

Результаты измерений и расчетов занесите в Отчет.

Примечание: Рекомендуемые настройки осциллографа для получения осциллограмм напряжения и тока, фигуры Лиссажу приведены на рис. 9.

Рис. 9.

Покажите результаты работы преподавателю.

Исследование частотных характеристик rl - и rc – цепей

Код: 0646.01.03/ПТ.0646.03

Продолжительность:

160 мин.

Дисциплина:

“Электротехника и электроника”, Юнита №.1

Предназначено:

Для студентов по направлению информатика и ВТ в соответствии с учебным планом.

Цель:

Овладение практическими навыками исследования частотных характеристик последовательных и параллельных RL- и RC-цепей с использованием средств САПР Electronics Workbench.

Результат обучения:

После успешного завершения занятия пользователь должен:

• Уметь создавать и редактировать простейшие схемы моделирования цепей переменного тока с использованием средств САПР Electronics Workbench;

• Уметь получать амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики RL- и RC-цепей средствами САПР.

Используемые программы:

Electronics Workbench в. 5.0

План занятия:

1. Работа под руководством преподавателя. 80 минут

Исследование частотных характеристик RL - и RC – цепей.

2. Самостоятельная работа. 80 минут

Запуск программы:

Предполагается, что требуемые программы уже инсталлированы на диске.

(См. «Инструкцию по установке программы на ПК»)

I. Исследование частотных характеристик RL - и RC – цепей.

Рекомендуемое время

80 минут

1. Общие теоретические сведения.

Пассивные RC- и RL-цепи применяют в фазосдвигающих устройствах и фильтрующих звеньях. Сопротивления индуктивности X_L = L и конденсатора X_С = 1/C зависят от частоты  = 2f входного сигнала U_ВХ, поэтому амплитуда и фаза тока I, протекающего по элементам цепи, или напряжения U_ВЫХ на выходе цепи также изменяются в зависимости от частоты.

Важное значение при описание цепей переменного тока имеют частотные характеристики. Свойства цепи с одним реактивным L или C элементом зависят от коэффициента преобразования K и постоянных времени T = RC или T = L/R, с учетом которых модуль амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) K() и фазочастотная характеристика (ФЧХ) () описываются выражениями:

• инерционное звено

K() = ; Ф()= –arctg(T) ;

• Форсирующее звено

K() = ; Ф() = /2 – arctg(T) .

На граничной частоте _ГР = 1/T или f_ГР=1/2Т модуль АЧХ уменьшается в раз по сравнению с его максимальным значением, а угол фазового сдвига между входным и выходным сигналами составляет 45 для форсирующего звена и минус 45 для инерционного звена.

При построении логарифмических частотных характеристик обычно используют логарифмические координаты. По оси ординат откладывают усиление, измеряемое в децибелах (дБ). На графиках модуль АЧХ K() выражают в децибелах W()=20lgK(). В этом случае изменению отношения двух величин в 10 раз соответствует изменение усиления на 20 дБ. Значение W() для инерционного и форсирующего звеньев на граничной частоте становится на 3дБ ниже максимального.

Последовательное или параллельное подключение резисторов к реактивному элементу изменяют: коэффициент преобразования K ; эквивалентное сопротивление (R = R₁ + R₂, R = R₁R₂); постоянную времени Т и граничную частоту _ГР. Однако форма графиков АЧХ и ФЧХ при этом не изменяется.