2. Предварительная подготовка

Студенты, пропустившие лаб. работы №1, №2, №3 и не знающие номер своего стенда, выполняют предварительный расчет для произвольно взятого стенда.

Студенты, записавшиеся на отработку, выполняют предварительный расчет для

произвольно взятого стенда.

2.1. Для п.п. 3.1 – 3.3 нарисовать в отчете схемы экспериментов.

Таблица 4.1.

2.2. Рассчитать значения активных сопротивлений для п.п. 3.1 и 3.2. (табл. 4.1.).

2.3. Для п. 3.3 рассчитать значение r_КР.

	ст.№1	ст.№2	ст.№ 3	ст.№ 4	ст.№ 5	ст.№ 6	ст.№ 7	ст.№ 8	ст.№ 9	ст.№10
LB , мГн	26,6	28,0	29,3	29,5	28,4	28,3	28,2	27,5	30,5	28,4
CH , мкФ	0,2233	0,2609	0,2285	0,2235	0,2203	0,2241	0,2517	0,2225	0,2438	0,2311
CB, пФ	13617	14895	15011	12479	14457	14881	16570	14369	16130	12717

1 мГн = 10^-3Гн, 1 мкФ = 10^-6 Ф, 1 пФ = 10^-12Ф

3. Задание на проведение эксперимента

(напряжение на генераторе считать однополярным, u_ВХ.≥0)

3.1. Включить «СЕТЬ», «ГЕНЕРАТОР», «КОММУТАТОР ОСЦИЛЛОГРАФ». Вольтметр

и фазометр не включать.

Переключатели на первом канале и входе «Х» перевести в положение«ВНУТР»,

«КАНАЛ»- в среднее положение.

Собрать схему последовательного соединения L_BиR_М.

Магазин сопротивлений R_M переключать плавно, с остановками, т.к. при быстром переключении возможна поломка переключателя.

Исследовать u_R(t)иu_L(t)при подсоединении такой схемы к источнику прямоугольных импульсов (переключатель ПФ установить в положение²¦-var²). Частоту прямоугольных импульсов принять равной 1 кГц.

Выходное напряжение генератора фиксируется первым каналом осциллографа автоматически, для получения изображения напряжений на участках электрической цепи используется второй канал ("ВХ2").

Сопротивление R_Mподбирается по осциллограмме визуально таким образом, чтобы на наблюдаемой осциллограмме в конце переходного процесса появился небольшой горизонтальный участок (т.е. переходный процесс «выходит» на постоянное значение и дальше не изменяется), при этом выполняется условиеt_И≈ (3÷4)τ. В таком случае время импульса (и паузы) приблизительно равно времени переходного процесса.

Выбрать частоту развертки таким образом, чтобы в пределах экрана помещался один период прямоугольных импульсов.

Зарисовать осциллограммы u_R(t), u_L(t).Осциллограммаu_L(t)имеет вертикальные участки, на экране осциллографа эти скачки имеют пониженную яркость, но их необходимо четко прорисовывать на рисунках (рис. 4.2). Определитьτ_эксп.: отложить по вертикали 0,37U_{L MAX.}(см. рис. 4.2), провести отрезок параллельно оси абсцисс до пересечения с осциллограммой, длительность этого отрезка будет равна постоянной времени, касательную не проводить, т.к. по этому методу получается значительная погрешность.

Осциллограммы зарисовываются в учебных целях, при работе на профессиональных осциллографах все необходимые измерения (τ, Т_СВ., Δ и др.) выполняют по осциллограммам на экране осциллографа.

При проведении экспериментов необходимо следить за тем, чтобы исследуемый элемент одним из своих зажимов был подсоединен к общему проводу стенда, т.е. необходимо менять местами провода на генераторе.

Изменяя R_М, проследить по осциллограммам, как при этом изменяется постоянная времени, и соответствуют ли эти изменения теоретической формуле для τ. Осциллограммы не зарисовывать.

3.2. Провести аналогичный эксперимент для цепи с последовательным соединением элементов R_MиC, принявC=C_H,f= 1 кГц. Необходимо четко прорисовывать вертикальные скачки напряжения на рисунке осциллограммыu_R(t).

3.3. Провести эксперимент для цепи с последовательным соединением элементов R,L,C(рис.4.3), принявL =L_B,C=С_В(переключить провода с емкостиC_HнаС_В).

Зарисовать осциллограммы u_R(t) для двух режимов: апериодического и колебательного.

Для импульса и паузы зарисовать по 2-2,5 периода свободных колебаний до полного затухания. На рисунках необходимо выдерживать постоянными период (и половину периода) свободных колебаний, а также декремент затухания.

Апериодический режим зарисовать для минимального значении R_Mпри котором исчезают свободные колебания.

Переключая значения сопротивления R_M, изучить изменения характера переходного процесса, осциллограммы не зарисовывать. Колебательный переходный процесс для каждого значенияR_Mнеобходимо рассмотреть от момента коммутации до достижения им установившегося значения( u_{R уст}=0 ). Если это недостижимо при частоте генератораf = 1 кГц, следует уменьшить частоту (увеличить длительность прямоугольного входного импульса и длительность паузы).

Для колебательного режима число наблюдаемых волн свободных колебаний до полного затухания приблизительно равно добротности колебательного контура. При увеличении R_MзначенияR_Mувеличиваются в два раза, число волн свободных колебаний уменьшается приблизительно в два раза. При некотором значенииR_Mсвободные колебания исчезают полностью, этот режим является апериодическим. Так как значенияR_Mизменяются дискретно, точно установить значение критического сопротивления невозможно.

Более детально переход из колебательного режима в апериодический можно исследовать, если подключить последовательно с R_Mпеременный резисторR_К, сопротивление которого изменяется непрерывно от нуля до 5 кОм. Необходимо установить максимальное значениеR_M, при котором еще имеются свободные колебания, затем, увеличивая от нулевого значенияR_К, можно рассмотреть как исчезают последние волны свободных колебаний.

Значение R_Кможно установить с помощью делителя напряжения: переключить генератор на синусоидальное напряжение, подключить к генератору цепь, состоящую изR_MиR_К , измерить напряжение на одном сопротивлении (на втором оно будет равно разности напряжений генератора и измеренного), вычислить значение силы тока в цепи, затем по известному значениюR_MвычислитьR_К.

При увеличении значения R_Mв апериодическом режиме качественных изменений на осциллограмме не происходит.

3.4. Поменять местами провода на генераторе, переключить провод от осциллографа в точку Асхемы. Зарисовать осциллограммыu_C(t) для двух режимов при тех же значенияхR_M, для которых были зарисованы осциллограммыu_R(t).Схему не разбирать.

НА ЭКРАНЕ ОСЦИЛЛОГРАФА НЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ ДЛИТЕЛЬНОЕ ВРЕМЯ СОХРАНЯТЬ ОДНО ИЗОБРАЖЕНИЕ, Т.К. ПРОИСХОДИТ НАГРЕВ И РАЗРУШЕНИЕ ЛЮМИНИСЦЕНТНОГО СЛОЯ НА ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ЭКРАНА, ПОЭТОМУ ОСЦИЛЛОГРАФ НЕОБХОДИМО ОТКЛЮЧИТЬ СРАЗУ ПОСЛЕ ЗАРИСОВКИ ПОСЛЕДНЕЙ ОСЦИЛЛОГРАММЫ.

3.5. Установить R_М=320 Ом, частотуf = 1 кГц.

Выключить «КОММУТАТОР ОСЦИЛЛОГРАФ», «ГЕНЕРАТОР», «СЕТЬ».