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 №2 Исследование пассивных цепей при гармоническом воздействии на постоянной частоте

Выполнила студент группы _______________ фио

Проверил доц. кафедры ТЭЦ ______________ фио

Москва 0000

Цель работы:

С помощью программы Micro-Cap исследовать электрический режим конденсатора и катушки индуктивности в цепях гармонического тока. Сравнить полученные характеристики с помощью программы Micro-Cap, с аналогичными характеристиками, полученными расчетным путем.

Для С-цепи:

Z_C = -jX_C = = *e^-j90° = U_C / I = |U_C / I|*e^jarg(Uc/I) - комплексное сопротивление конденсатора

X_C = – емкостное сопротивление конденсатора

Для L-цепи:

Z_L = jX_L = jωL = ωL*e^j90° = U_L / I = |U_L / I |* e^jarg(Uc/I) – комплексное сопротивление катушки

X_L = ωL – индуктивное сопротивление катушки

Закон Ома для комплексных величин:

I = U / Z – комплексный ток

U = Z * I – комплексное падение напряжения

U_L = jωL * I = |U_L|*e^j90° - комплексное напряжение на катушке

U_C = * I = |U_C|*e^-j90° - комплексное напряжение на конденсатор

C-цепь

По предварительному расчету						Получено экспериментально
f, кГц	C, нФ	ZC, Ом	|ZC|, Ом	arg(ZC), град.	|ZC|, Ом		arg(ZC), град.
1	38,7	-4114,6 j	4114,6	-90	4113		-90
2	38,7	-2057,3 j	2057,3	-90	2056		-90
3	38,7	-1371,5 j	1371,5	-90	1371		-90
4	38,7	-1028,7 j	1028,7	-90	1028		-90
5	38, 7	-822,92 j	822,92	-90	822,5		-90

1. Векторная диаграмма модуля сопротивления c - цепи относительно фазы

График зависимости модуля сопротивления с-цепи от частоты:

Вывод: При увеличении частоты уменьшается модуль сопротивления С-цепи

График зависимости фазы сопротивления С-цепи от частоты:

Вывод: При увеличении частоты фаза сопротивления С-цепи остается неизменной.

RC-цепь

По предварительному расчету						Получено экспериментально
f, кГц	C, нФ	R, кОм	ZRC, Ом	|ZRC|, Ом	arg|ZRC|, град.	|ZRC|, Ом	arg|ZRC|, град.
1	38,7	3	5092 e-53.9 j	5092 e-53.9	-53,9	5091	-53,89
2	38,7	3	3637,7 e-43.3 j	3637,7 e-29.4	-29,5	3637	-34,43
3	38,7	3	3298,64 e-24.6 j	3298,64 e-24.6	-24,6	3298	-24,56
4	38,7	3	3171,47 e-18.9 j	3171,47 e-18.9	-18,9	3171	-18,92
5	38,7	3	3110,8 e-15.3 j	3110,8 e-15.3	-15,3	3111	-15,33

1. Векторная диаграмма модуля сопротивления rc - цепи относительно фазы

По предварительному расчету							Получено экспериментально
f, кГц	C, нФ	R, кОм	U1, В	U2, В	φ, град.	U2, В	U2, В	φ, град.
1	38,7	3	0,707	0,571	-38,94	0,571 e-39 j	0,808	-36,11
2	38,7	3	0,707	0,4	-60,54	0,4 e-61 j	0,565	-55,57
3	38,7	3	0,707	0,294	-67,47	0,294 e-68 j	0,416	-65,44
4	38,7	3	0,707	0,229	-72,07	0,229 e-72 j	0,324	-71,08
5	38,7	3	0,707	0,264	-75,18	0,187 e-75 j	0,264	-74,67

1. Векторная диаграмма выходного напряжения rc - цепи относительно фазы

Графики зависимости модуля и фазы комплексного сопротивления RC-цепи от частоты:

Вывод: При увеличении частоты модуль комплексного сопротивления RC-цепи уменьшается. При увеличении частоты фаза комплексного сопротивления RC- цепи увеличивается.

Графики зависимости модуля и фазы комплексного напряжения на конденсаторе RC-цепи:

Вывод: При увеличении частоты модуль комплексного напряжения RC-цепи на конденсаторе уменьшается. При увеличении частоты фаза комплексного напряжения RC-цепи на конденсаторе уменьшается.

L-цепь

По предварительному расчету						Получено экспериментально
f, кГц	L, мГн	ZL, Ом	|ZL|, Ом	arg(ZL), град.	|ZL|, Ом		arg(ZL), град.
1	31	194,68 j	194,68	90	194,78		90
2	31	389,36 j	389,36	90	389,56		90
3	31	584,04 j	584,04	90	584,34		90
4	31	780,58 j	780,58	90	779,12		90
5	31	973,4 j	973,4	90	973,89		90