Лабораторные ОТЦ, 1 курс 2 семестр (для РТ и т.п.) / ЛабаОТЦ_1.6
.docxМИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ, СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики»
Факультет систем радиосвязи и радиотехники
Кафедра теоретических основ радиотехники и связи (ТОРС)
ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 1.6
по дисциплине Основы теории цепей
«Исследование параллельной цепи с R L C - элементами при гармоническом воздействии»
Выполнили
студенты группы РТ
направление подготовки/ специальность
11.03.01 - Радиотехника
Проверил
Самара 2025
Цель работы: Экспериментальное исследование параллельной L, C – цепи при изменении частоты гармонического воздействия.
Исходные данные
№ бригады |
2 |
L, мГн |
20 |
R2, Ом |
10 |
C, мкФ |
32 |
Схемы для расчета
Рис. 1 Схема цепи
Рис. 2 Схема исследования LC-цепи
Расчетные формулы
Пример предварительного расчета при частоте 80 Гц
Результаты расчетов и измерений
f, Гц |
f1(80 Гц) |
f2(180 Гц) |
f3(280 Гц) |
||||
Расчетные величины |
bC, См |
0,0161 |
0,0362 |
0,0563 |
|||
bL, См |
10,05 |
22,6 |
35,16 |
||||
B, См |
-0,033 |
-0,0008 |
0,03 |
||||
G, См |
0,049 |
0,016 |
0,0075 |
||||
y, См |
0,06 |
0,016 |
0,03 |
||||
φ, град |
34,3 |
2,8 |
-76 |
||||
I, мА |
0,6 |
0,16 |
0,03 |
||||
Измеренные величины |
f, Гц |
f1(80 Гц) |
f2(180 Гц) |
f3(280 Гц) |
|||
UR2, В |
2,3 |
3,2 |
2,9 |
||||
I, мА |
0,23 |
0,32 |
0,29 |
||||
Таблица 1. Данные расчетов и эксперимента
IR2 = U/R2 = 10/10 = 1 мА
IC = U × bC
IC (1) = 10 × 0,0161 = 0,161 мА (80 Гц), IC (2) = 10 × 0,0362 = 0,362 мА (180 Гц), IC (3) = 10 × 0,0563 = 0,563 мА (280 Гц)
IL = U/ω×L (bL)
IL (1) = 10/10,05 = 0,99 мА (80 Гц), IL (2) = 10/22,6 = 0,442 мА (180 Гц), IL (3) = 10/35,16 = 0,284 мА (280 Гц)
I (C) =
,
,
I (L) =
,
,
Чертеж с графиками, построенные по результатам предварительного расчета
Рис. 2.1 График зависимости тока I от частоты f
Рис. 2.2 График зависимости угла сдвига по фазе φ от частоты f
Рис. 2.3 График зависимости реактивной проводимости B от частоты f
Чертеж с графиками, построенные по результатам эксперимента
Рис. 3.1 График зависимости тока I от частоты f
Векторные диаграммы, построенные в масштабе по результатам эксперимента
Рис. 4.1 Векторная диаграмма bc при частоте 80 Гц
Рис. 4.2 Векторная диаграмма bc при частоте 280 Гц
Рис. 4.3 Векторная диаграмма bL при частоте 80 Гц
Рис. 4.4 Векторная диаграмма bL при частоте 280 Гц
Выводы:
При частоте около 180 Гц реактивная проводимость B близка к нулю (−0.0008 См), что указывает на приближение к резонансу. В этом режиме цепь ведёт себя как активная нагрузка, ток и напряжение почти синфазны (ϕ = 2.8 град).
Зависимость от частоты:
Низкие частоты (80 Гц): Преобладает индуктивный характер (B = −0.033 См), ток отстаёт от напряжения на 34,3 град.
Высокие частоты (280 Гц): Ёмкостной характер (B = 0.03 См), ток опережает напряжение на 76 град.
Минимальный ток наблюдается при резонансе (0,16 мА при 180 Гц), а максимальный — при 280 Гц (0,3 мА), что связано с ростом ёмкостной проводимости.
Теоретические расчёты и экспериментальные данные согласуются по тенденциям, но имеют отклонения в абсолютных значениях (например, ток при 80 Гц: расчет — 0,6 мА, эксперимент — 0,23 мА). Это может быть вызвано погрешностями измерений или неидеальностью элементов.