Лабораторная часть
Исследование режима стоячих волн при гармоническом воздействии
Соберем схему исследования длинной линии в режиме холостого хода для исследования распределения напряжения вдоль длинной линии. Линия должна быть разомкнута на нагрузке.
Подключая поочередно CH1 осциллографа к разным отводам линии, начиная с нулевого, снять зависимость напряжения от координаты сечения линии в режиме холостого хода. Результаты измерений занести в таблицу 4.1-4.2.
Аналогичным образом, соединяя перемычку с гнездами земли, индуктивностью LН и емкостью СН, измерим распределение напряжения вдоль линии в режиме короткого замыкания (Zн = 0), при индуктивной (Lн) и емкостной (Сн) нагрузках. Результаты измерений занести в таблицу 4.1-4.2.
Таблица 4.1 – Результаты исследования РСВ
№ |
20 |
19 |
18 |
17 |
16 |
15 |
14 |
13 |
12 |
11 |
10 |
Нагрузка |
U, В |
1 |
0,96 |
0,80 |
0,57 |
0,36 |
0,14 |
0,31 |
0,57 |
0,79 |
0,92 |
1 |
|
0,19 |
0,24 |
0,52 |
0,73 |
0,95 |
1 |
0,95 |
0,80 |
0,67 |
0,34 |
0,17 |
|
|
0,38 |
0,16 |
0,26 |
0,52 |
0,78 |
0,90 |
1 |
0,94 |
0,85 |
0,62 |
0,39 |
|
|
0,90 |
1 |
0,90 |
0,80 |
0,64 |
0,42 |
0,18 |
0,41 |
0,53 |
0,78 |
0,93 |
|
Таблица 4.2 – Результаты исследования РСВ
№ |
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
Нагрузка |
U, В |
0,91 |
0,80 |
0,64 |
0,31 |
0,14 |
0,31 |
0,60 |
0,82 |
0,96 |
1 |
|
0,32 |
0,47 |
0,76 |
0,93 |
1 |
0,93 |
0,79 |
0,60 |
0,36 |
0,14 |
|
|
0,13 |
0,27 |
0,55 |
0,82 |
0,90 |
1 |
0,90 |
0,80 |
0,55 |
0,37 |
|
|
1 |
0,90 |
0,80 |
0,56 |
0,37 |
0,11 |
0,35 |
0,63 |
0,80 |
0,90 |
|
По данным таблицы 4.1-4.2 построим зависимости напряжений от номеров отвода (4.1):
Рисунок 4.1 – График экспериментальных зависимостей напряжения РСВ
Исследование режимов бегущих и смешанных волн при гармоническом воздействии
В режиме холостого хода измерим напряжение на выходе длинной линии. Подключим в качестве нагрузки переменный резистор Rн и, меняя его положение, установим в линии режим бегущих волн (Rн = ρ). При этом напряжение в конце линии должно уменьшиться ровно в два раза по сравнению с режимом холостого хода.
Измерим распределение напряжения вдоль линии в этом режиме. Величину Rн измерим с помощью мультиметра. Результаты измерений занесем в таблицу.
Меняя положение потенциометра, установим значения нагрузки Rн = 0.5, а после Rн = 2. Снимем зависимости напряжения от координаты сечения k-линии для обоих значениях сопротивления. Результаты занести в таблицу 4.3-4.4.
Таблица 4.3 – результаты исследования РБВ и РСМВ
№ |
20 |
19 |
18 |
17 |
16 |
15 |
14 |
13 |
12 |
11 |
10 |
Нагрузка |
U, В |
0,56 |
0,56 |
0,53 |
0,48 |
0,51 |
0,52 |
0,54 |
0,57 |
0,57 |
0,51 |
0,48 |
|
0,48 |
0,57 |
0,64 |
0,68 |
0,61 |
0,46 |
0,41 |
0,41 |
0,57 |
0,65 |
0,65 |
|
|
0,68 |
0,64 |
0,51 |
0,45 |
0,46 |
0,49 |
0,62 |
0,66 |
0,59 |
0,49 |
0,40 |
/2 |
№ |
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
Нагрузка |
U, В |
0,45 |
0,48 |
0,57 |
0,61 |
0,54 |
0,48 |
0,42 |
0,48 |
0,51 |
0,57 |
|
0,60 |
0,45 |
0,36 |
0,43 |
0,54 |
0,65 |
0,65 |
0,59 |
0,41 |
0,35 |
|
|
0,45 |
0,50 |
0,62 |
0,65 |
0,56 |
0,50 |
0,39 |
0,44 |
0,51 |
0,66 |
/2 |
Таблица 4.4 – Результаты исследования РБВ и РСМВ
По данным таблицы 4.3-4.4 построим зависимости напряжений от номеров отвода (рис.4.2)
Рисунок 4.2 – График экспериментальной зависимости напряжения РБВ и РСМВ
Используя формулы 2.4 и 2.5, посчитаем КСВ и КБВ для трех последних измерений
Для 𝑅н = 𝜌:
Для 𝑅н = 2𝜌:
Для 𝑅н = 𝜌/2:
;
.
По формулам 2.7 и 2.8 рассчитаем величины индуктивности и емкости:
