- •Работа №7 исследование резонансных явлений в простых электрических цепях
- •7.1. Подготовка к работе
- •7.2. Экспериментальные исследования резонанса напряжений с применением моделирующих компьютерных программных средств Multisim.
- •Вопрос 1. Как, используя эквивалентные схемы цепи для , и , определить значения на этих частотах и проконтролировать результаты эксперимента? Приведите схемы замещения для этих частот.
- •Вопрос 2. В чем сходство и в чем различие данных, измеренных и рассчитанных в 7.2.1 и 7.2.2?
- •Вопрос 3. В чем сходство и в чем различие данных 7.2.2 и 7.2.3? Почему диапазон изменения частоты другой?
- •7.3. Исследование резонанса токов и ачх параллельного контура
- •Вопрос 4. Как, используя эквивалентные схемы цепи для и определить значения ачх на этих частотах и проконтролировать результаты эксперимента?
- •7.3.2. Исследование резонанса токов и ачх контура с большими потерями
- •Вопрос 5. В чем сходство и в чем различие данных, измеренных и рассчитанных в 7.3.1 и 7.3.2?
- •7.3.3. Исследование влияния изменения емкости на характеристики контура.
- •Вопрос 6. В чем сходство и в чем различие данных 7.3.2 и 7.3.3? Почему диапазон изменения частоты иной?
- •7.4. Требования к отчету
Вопрос 1. Как, используя эквивалентные схемы цепи для , и , определить значения на этих частотах и проконтролировать результаты эксперимента? Приведите схемы замещения для этих частот.
7.2.1.2. Исследование резонанса напряжений и АЧХ контура с большими потерями
С оберите схему, изображенную на рис. 7.5.
Потери в этом контуре определяются сопротивлением . При этом методика исследования такая же, как в 7.2.1.1. Результаты измерений занесите в таблицы, аналогичные табл. 7.1 и 7.2. Поскольку для этой цепи график является более плавным рекомендуется в диапазоне частот от 2 кГц до 30 кГц изменять частоту через 2 кГц. По результатам измерений в табл. 7.1 вычислите лишь и . Постройте график аналогично предыдущему пункту исследований.
Вопрос 2. В чем сходство и в чем различие данных, измеренных и рассчитанных в 7.2.1 и 7.2.2?
7.2.3. Исследование влияния емкости на характеристики контура
Соберите схему, изображенную на рис. 7.6.
Проведите измерения, аналогичные 7.2.1.2, изменяя частоту в диапазоне от 2 до 15 кГц через 1 кГц, причем в диапазоне 5 – 9 кГц – через 0,5 кГц. Заполните таблицы, аналогичные табл. 7.1 и 7.2. Произведите расчеты параметров контура и построения графиков.
Вопрос 3. В чем сходство и в чем различие данных 7.2.2 и 7.2.3? Почему диапазон изменения частоты другой?
7.3. Исследование резонанса токов и ачх параллельного контура
Загрузите из файла Лаб.раб.7_резонанс_токов_last.ms7 схему для исследования параллельного контура (рис. 7.7). В открывшемся окне появится схема параллельного контура с подключенными к ней измерительными приборами. Для питания цепи используется источник синусоидального тока I1. Параметры источника устанавливаются в диалоговом окне, которое открывается после двойного щелчка левой клавиши мыши по изображению источника. Амплитуда тока (Current{Pk}) устанавливается Частота источника тока {Frequency(F)} задается дискретно с клавиатуры компьютера Измерение напряжения в цепи осуществляется вольтметром XMM2, а токов – амперметрами XMM1, XMM3. Для снятия частотных характеристик используется плоттер (ХВР1).
Рис. 7.7
7.3.1. Исследование резонанса токов и АЧХ параллельного контура с малыми потерями
Соберите схему ( ), изображенную на рис. 7.8.
Рис. 7.8
Потери в схеме контура объясняются не идеальностью элементов и характеризоваться сопротивлением потерь так что в данном случае в цепи на рис. 7.1, б имеем .
Кнопкой на панели инструментов активизируйте цепь. Исследуйте частотные характеристики контура с помощью плоттера (ХВР1), открыв его экран двойным щелчком мыши по изображению плоттера. Нажмите кнопку Reverse, чтобы получить белый фон экрана. Исследуйте ФЧХ входного сопротивления контура в диапазоне частот установив параметры плоттера как было указано в п.7.2.1. Определите резонансную частоту контура при скачке ФЧХ. Результат измерения занесите в табл. 7.3.
Исследуйте аналогично в том же диапазоне частот АЧХ входного сопротивления контура. Определите его полосу пропускания и добротность. Установив на источнике тока резонансную частоту измерьте параметры, указанные в табл. 7.3.
Таблица 7.3
Измеряют при резонансе |
Вычисляют |
||||||||
I, мА |
, В |
, кГц |
, мА |
Q |
G, См |
, Ом |
, Ом |
L, Гн |
C, мкФ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для получения АЧХ входного сопротивления от частоты проведите измерения напряжения в диапазоне частот Рекомендуется изменять частоту через 1 кГц в диапазоне 10 – 13 кГц, через 0,5 кГц в диапазоне 13 – 15 кГц и далее снова через 1 кГц. Результаты измерений занесите в табл. 7.4, в которую также необходимо перенести значение при из табл. 7.3.
Таблица 7.4
Измеряют |
Вычисляют |
|
f, кГц |
U, В |
, Ом |
|
|
|
Рекомендуется, определив дополнительно две частоты, при которых вычислить добротность контура, используя (7.11).