ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ

ТУСУР.

КАФЕДРА: ПрЭ.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ-1

ВАРИАНТ №15

ВЫПОЛНИЛ: СТУДЕНТ ГР.з-365-а

ПРОВЕРИЛ ПРЕПОДАВАТЕЛЬ:

г. Нефтеюганск 2009 г.

Лабораторная работа №4. Резонанс в параллельном колебательном контуре

Для исследования явления резонанса токов используется цепь на рис.1..

Рис.1

Параметры элементов цепи в соответствии с индивидуаль­ным вариантом представлены в табл. П.5.1.

ПРИЛОЖЕНИЕ 5 Таблица П.5.1 — Исходные данные к лабораторной работе № 4

Вари­ант	Е, В	R1, Ом	R2, Ом	R3, Ом	L, мГн	C, мкФ
15	30	360	40	450	90	0,01

Схема подключения плоттера к параллельной цепи для сня­тия частотных характеристик показана на рис.2.

Здесь фиксируется отношение амплитуды напряжения на R1 (это напряжение пропорционально входному току:U_R1 = iR1) к амплитуде э.д.с., которая является величиной постоянной. Таким образом, можно снимать в относительных единицах (как и АЧХ) зависимость потребляемого цепью тока от частоты.

В лабораторной работе необходимо выполнить следующее задание:

1) рассчитать резонансную частоту f′0 и добротность Q па­раллельного резонансного контура.

Рис2.

2). собрать схему согласно рис. 46 и получить АЧХ (либо ЛАЧХ). Замерить резонансную частоту и определить ширину по­лосы пропускания;

3) получить ФЧХ, замерить фазовый сдвиг на резонансной частоте и на нижней и верхней границах полосы пропускания;

4) собрать схему на рис.3 и на резонансной частоте заме­рить токи ветвей. Рассчитать токи при резонансе аналитически, результаты эксперимента и расчета сравнить;

Рис.3.

5) уменьшить в два раза сопротивление резистора R1 и вы­полнить пункты 1—4 задания;

6) вернуть исходное значение сопротивления резистора R1, увеличить в два раза емкость конденсатора и выполнить пункты 1—4 задания;

7) вернуть исходное значение емкости конденсатора, увеличить в два раза индуктивность дросселя и выполнить пункты 1—4 задания;

8) оценить зависимость ширины полосы пропускания от добротности, сделать выводы по результатам работы в целом.

Выполнение работы.

1. рассчитаем резонансную частоту f′0 и добротность Q па­раллельного резонансного контура:

Исходные данные

- характеристическое сопротивление

- резонансная частота

- угловая резонансная частота

.

- сопротивление контура при резонансе

- добротность контура

2). соберем схему согласно рис. 2. и получим АЧХ (либо ЛАЧХ). Замерим резонансную частоту и определим ширину по­лосы пропускания;

На рис.4 изображен экран плоттера с ЛАЧХ и ЛФЧХ исследуемой цепи.

Рис.4.

Маркеры установлены на резонансной частоте.

На рис.5. и 6 маркер установлен на нижней и верхней частоте полосы пропускания соответственно.

Рис.5

Рис.6.

3) получим ФЧХ, замерим фазовый сдвиг на резонансной частоте и на нижней и верхней границах полосы пропускания;

Показания прибора, занесем их в таблицу №1 .

Таблица №1.

Исследуемые параметры	Результаты эксперимента
резонансная, Гц	5259
нижней границы, Гц	4176
верхней границы, Гц	6937
Ширина полосы пропускания, Гц	2761
Резонансный фазовый сдвиг	1,175
Фазовый сдвиг нижней границы	-57,78
Фазовый сдвиг верхней границы	75,06

4. соберем схему изображенную на рис.7. и измерим токи ветвей на резонансной частоте.

Рис.7.

Рассчитаем токи при резонансе аналитически, результаты эксперимента и расчета сравним.

_А

_А

_А

Показания амперметров близки к расчетным.

5) уменьшим в два раза сопротивление резистора R1 и выполним пункты 1—4 задания;

Программа расчета и методика проведения эксперимента такие же, как и выше. Поэтому ниже приведем только полученные результаты.

Таблица №2.

Исследуемые параметры	Результаты эксперимента
резонансная, Гц	5259
нижней границы, Гц	4176
верхней границы, Гц	6937
Ширина полосы пропускания, Гц	2761
Резонансный фазовый сдвиг	1,781
Фазовый сдвиг нижней границы	-59,65
Фазовый сдвиг верхней границы	77,02

Соберем схему изображенную на рис.8. и измерим токи ветвей на резонансной частоте.

Рис.8.

Рассчитаем токи при резонансе аналитически, результаты эксперимента и расчета сравним.

Показания амперметров близки к расчетным.

.

6) вернём исходное значение сопротивления резистора, увеличим в два раза емкость конденсатора С1 и выполним пункты 1—4 задания;

Таблица №3.

Исследуемые параметры	Результаты эксперимента
резонансная, Гц	3808
нижней границы, Гц	3412
верхней границы, Гц	4164
Ширина полосы пропускания, Гц	752
Резонансный фазовый сдвиг	17,41
Фазовый сдвиг нижней границы	-46,57
Фазовый сдвиг верхней границы	64,63

Соберем схему изображенную на рис.9. и измерим токи ветвей на резонансной частоте.

Рис.9.

Рассчитаем токи при резонансе аналитически, результаты эксперимента и расчета сравним.

Показания амперметров близки к расчетным.

7) вернём исходное значение емкости конденсатора С1, увеличим в два раза индуктивность дросселя L1 и выполним пункты 1—4 задания;

Полученные результаты сведём в таблицу № 4.

Таблица №4..

Исследуемые параметры	Результаты эксперимента
резонансная, Гц	3808
нижней границы, Гц	3023
верхней границы, Гц	4769
Ширина полосы пропускания, Гц	1739
Резонансный фазовый сдвиг	19,72
Фазовый сдвиг нижней границы	-44,88
Фазовый сдвиг верхней границы	68,2

Соберем схему изображенную на рис.10. и измерим токи ветвей на резонансной частоте.

Рис.10.

Рассчитаем токи при резонансе аналитически, результаты эксперимента и расчета сравним.

Показания амперметров близки к расчетным.

Выводы:

С уменьшением в 2 раза сопротивления резистора R₁, почти в 2 раза уменьшилась добротность данного контура..

С увеличением в 2 раза емкости конденсатора, увеличилась добротность данного контура и уменьшилась резонансная частота, уменьшилась ширина полосы пропускания.

С увеличением в 2 раза индуктивности дросселя, уменьшилась добротность данного контура и резонансная частота, увеличилась ширина полосы пропускания .

В общем можно сказать, что резонансная частота и ширина полосы пропускания напрямую зависят от добротности.