МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
Кафедра физики
Отчет по лабораторной работе №5
по дисциплине «Теоретические основы электротехники»
Студент гр. |
|
Преподаватель |
Константинова Е.В. |
Тема: Исследование резонансных явлений в простых электрических цепях
Цель работы
Исследование резонанса и амплитудно-частотных характеристик (ачх) последовательного и параллельного колебательных контуров
Экспериментальные исследования резонанса напряжений
Исследование резонанса напряжений и АЧХ последовательного колебательного контура с малыми потерями
Соберем схему, соответствующую схеме на рисунке. В цепи R=R2=200 Ом, C=C1 = 0.005 мкФ, L=L1=25 мГн, U=2 В
Рисунок 1. Схема с замерами
Рисунок 2. Результат плоттера
Измеряют при резонансе |
Вычисляют |
||||||||
U, В |
I, мА |
|
|
R, Ом |
Q |
|
L, Гн |
C, мкФ |
|
2 |
9.973 |
14.235 |
22.228 |
200.54 |
11.114 |
2228.8 |
0.025 |
5016 |
|
,
кГц
,
В
,
Ом
R
= U/I = 2/0.009973 = 200.54 Ом
Q
= UL/U = ώ0*L/R
= 1/(ώ0CR)
=
= Uc/U = 22.228/2 = 11.114
ρ = QR = 11.114*200.54 = 2 228,80156
C
=
=
= 5016 мкФ
L
=
=
= 0,024919
Величины при малых потерях
Измеряют |
Вычисляют
|
|
f, кГц |
I, мА |
|
9 |
0,944 |
0,000472 |
10 |
1,242 |
0,000621 |
11 |
1,712 |
0,000856 |
12 |
2,567 |
0,001284 |
12,2 |
2,828 |
0,001414 |
12,4 |
3,140 |
0,001570 |
12,6 |
3,515 |
0,001758 |
12,8 |
3,974 |
0,001987 |
13 |
4,544 |
0,002272 |
13,2 |
5,257 |
0,002629 |
13,4 |
6,153 |
0,003077 |
13,6 |
7,252 |
0,003626 |
13,8 |
8,488 |
0,004244 |
14 |
9,575 |
0,004788 |
14,2 |
9,997 |
0,004999 |
14,4 |
9,496 |
0,004748 |
14,6 |
8,430 |
0,004215 |
14,8 |
7,277 |
0,003639 |
15 |
6,268 |
0,003134 |
15,2 |
5,446 |
0,002723 |
15,4 |
4,789 |
0,002395 |
15,6 |
4,262 |
0,002131 |
15,8 |
3,834 |
0,001917 |
16 |
3,482 |
0,001741 |
17 |
2,390 |
0,001195 |
18 |
1,831 |
0,000916 |
19 |
1,493 |
0,000747 |
20 |
1,267 |
0,000634 |
=I/U,
СмИз измерений видно, что при f=14.2 кГц наибольшая проводимость
Исследование резонанса напряжений и АЧХ последовательного колебательного контура с большими потерями
Соберем схему, соответствующую схеме на рисунке. В цепи R=R1+R2=1200 Ом, C=C1 = 0.005 мкФ, L=L1=25 мГн, U=2 В
Рисунок 3. Схема с замерами
Рисунок 4. Результат плоттера
Измеряют при резонансе |
Вычисляют |
|||||||
U, В |
I, мА |
, кГц |
, В |
R, Ом |
Q |
, Ом |
L, мГн |
C, мкФ |
2 |
1.666 |
14.235 |
3.714 |
1200.48 |
1.857 |
- |
- |
- |
R = U/I = 2/0.001666 = 1 200.48 Ом Q = UL/U = ώ0*L/R = 1/(ώ0CR) = = Uc/U = 3.714/2 = 1.857
Величины при больших потерях:
Измеряют |
Вычисляют |
|
f, кГц |
I, мА |
|Y (jω)|=I/U, См |
8 |
0,675 |
0,000338 |
10 |
1,001 |
0,000501 |
12 |
1,412 |
0,000706 |
12,2 |
1,451 |
0,000726 |
12,4 |
1,488 |
0,000744 |
12,6 |
1,523 |
0,000762 |
12,8 |
1,555 |
0,000778 |
13 |
1,584 |
0,000792 |
13,2 |
1,609 |
0,000805 |
13,4 |
1,630 |
0,000815 |
13,6 |
1,646 |
0,000823 |
13,8 |
1,657 |
0,000829 |
14 |
1,664 |
0,000832 |
14,2 |
1,666 |
0,000833 |
14,4 |
1,664 |
0,000832 |
14,6 |
1,657 |
0,000829 |
14,8 |
1,646 |
0,000823 |
15 |
1,632 |
0,000816 |
15,2 |
1,614 |
0,000807 |
15,4 |
1,594 |
0,000797 |
15,6 |
1,571 |
0,000786 |
15,8 |
1,546 |
0,000773 |
16 |
1,520 |
0,000760 |
18 |
1,242 |
0,000621 |
20 |
1,014 |
0,000507 |
Из измерений видно, что при f=14.2 кГц наибольшая проводимость
Исследование влияние ёмкости на характеристики контура Соберем схему, соответствующую схеме на рисунке. В цепи R=R1+R2=1200 Ом, C=C1+C2=0.01 мкФ, L=L1=25 мГн, U = 2 В
Рисунок 5. Схема с замерами
Рисунок 6. Результат плоттера
Измеряют при резонансе |
Вычисляют |
|||||||
U, В |
I, мА |
, кГц |
, В |
R, Ом |
Q |
, Ом |
L, мГн |
C, мкФ |
2 |
1.666 |
10.055 |
2.629 |
1200.48 |
1.315 |
- |
- |
- |
R = U/I = 2/0.001666 = 1 200.48 Ом Q = Uc/U = 2.629/2 = 1.3145
Величины при батарее конденсаторов:
Измеряют |
Вычисляют |
|
f, кГц |
I, мА |
|Y (jω)|=I/U, См |
2 |
0,259 |
0,000130 |
3 |
0,402 |
0,000201 |
4 |
0,564 |
0,000282 |
5 |
0,748 |
0,000374 |
5,2 |
0,789 |
0,000395 |
5,4 |
0,830 |
0,000415 |
5,6 |
0,873 |
0,000437 |
5,8 |
0,916 |
0,000458 |
6 |
0,961 |
0,000481 |
6,2 |
1,007 |
0,000504 |
6,4 |
1,054 |
0,000527 |
6,6 |
1,101 |
0,000551 |
6,8 |
1,149 |
0,000575 |
7 |
1,197 |
0,000599 |
7,2 |
1,244 |
0,000622 |
7,4 |
1,292 |
0,000646 |
7,6 |
1,339 |
0,000670 |
7,8 |
1,384 |
0,000692 |
8 |
1,428 |
0,000714 |
8,2 |
1,469 |
0,000735 |
8,4 |
1,508 |
0,000754 |
8,6 |
1,543 |
0,000772 |
8,8 |
1,574 |
0,000787 |
9 |
1,602 |
0,000801 |
10 |
1,666 |
0,000833 |
11 |
1,619 |
0,000810 |
12 |
1,506 |
0,000753 |
Из измерений видно, что при f=10 кГц наибольшая проводимость