Лабораторные работы / ТЭЦ лабораторная №31

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО СВЯЗИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ

БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ

МОСКОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ

(МТУСИ)

Кафедра теории электрических цепей

Лабораторная работа № 31

Исследование входных частотных характеристик в RL-цепи

Выполнила студент группы _______________ фио

Проверил доц. кафедры ТЭЦ ______________ фио

Москва 0000

Цель работы: С помощью программы Micro-Cap исследовать входные амплитудно-частотные(АЧХ) и фазочастотные(ФЧХ) характеристики RL-цепи. Сравнить АЧХ и ФЧХ, полученные с помощью программы Micro-Cap, с аналогичными характеристиками, полученными расчётным путём.

Принять:

где

– комплексное входное напряжение;

– комплексный входной ток;

– комплексное напряжение на резисторе;

– мнимая единица;

– угловая частота;

f – частота

– комплексное напряжение на катушке;

– модуль комплексного входного сопротивления (АЧХ);

– аргумент (фаза) комплексного входного сопротивления (ФЧХ).

– резистивное входное сопротивление,

– реактивное входное сопротивление,

- индуктивное сопротивление катушки L1

– Граничная частота RL-цепи.

Схема:

Таблица:

По предварительным расчетам

f, кГц	f/fгр			,град.	I,A
2	5,65	565,4	574,2	79,9	0,00174	174,1	984,72
4	11,3	1130	1135	84,9	0,00088	89	996,11
6	16,9	1696,4	1699,6	86,6	0,00058	58,8	998,27
8	22,6	2261,9	2264	87,4	0,00044	44,1	999,02
10	28,2	2827,4	2829,3	87,9	0,00035	35,3	999,37
12	33,9	3392,9	3394	88,3	0,00029	26,4	999,56
14	39,5	3956	3960,1	88,5	0,00025	25,2	999,69

Получено экспериментально

f, кГц	f/fгр			,град.	I,A
2	5,65	565,4	574,2	79,9	0,00174	174,1	984,72
4	11,3	1130	1135	84,9	0,00088	89	996,11
6	16,9	1696,4	1699,6	86,6	0,00058	58,8	998,27
8	22,6	2261,9	2264	87,4	0,00044	44,1	999,02
10	28,2	2827,4	2829,3	87,9	0,00035	35,3	999,37
12	33,9	3392,9	3394	88,3	0,00029	26,4	999,56
14	39,5	3956	3960,1	88,5	0,00025	25,2	999,69

1. Построение зависимости модуля входного сопротивления от частоты

2. Построение зависимости фазы входного сопротивление от частоты

3. Построение зависимости модуля тока от частоты

4. Построение зависимости модуля напряжения на резисторе от частоты

5. Построение зависимости резистивного сопротивления от частоты

6. Построение зависимости индуктивного сопротивления от частоты

7. Построение зависимости модуля напряжения на катушке от частоты

Вопросы:

1. Какая частота называется граничной для RL – цепи?

Ответ: Частота, на которой действительная и мнимая часть комплексного входного сопротивления равны, называется граничной. R=jX

Для RL – цепи: R=ωгр L

ωгр=2πfгр

ωгр=𝑅𝐿

2πfгр=𝑅𝐿

fгр=𝑅2π𝐿 – граничная частота для RL – цепи.

fгр=15,4 103 Гц

2. Каково значение модуля входного сопротивления RL – цепи на граничной частоте?

Ответ:

Z=√𝑅^2+𝑋^2

X= ωгр L

ωгр=2πfгр

Z=4241,28 Om

3. Каково значение аргумента входного сопротивления RL – цепи на граничной частоте?

Ответ:

arg(Z)=𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔(|𝑋||𝑅|)

X= ωгр L

ωгр=2πfгр

arg(Z)=44.98o

4. К чему стремится модуль тока RL – цепи при увеличение частоты?

Ответ:

I=𝑍𝑙 𝑈𝑍𝑟𝑙

I=ωгр L U√𝑅2+(ωгр L)^2

ωгр=2πfгр

lim𝑓гр→∞2πfгр L U√𝑅2+(2πfгр L)^2=U

5. Чему равен модуль входного сопротивления RL – цепи при частоте равной нулю?

Ответ:

ω=2πf

f=0, тогда ω=0

Z=√𝑅^2+𝑋^2

X= ωL

Z=R

Z=3000 Om