Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации

Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

МОСКОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ

(МТУСИ)

Факультет "Сети и системные связи"

Кафедра "Теория электрических цепей"

ОТЧЕТ

по дисциплине "Теоретические основы электротехники"

на тему: Исследование пассивных цепей при гармоническом

воздействии на постоянной частоте

"Лабораторная работа №32"

Выполнил

Студент гр. БИН2412 ____________________ Джумъаев Ф.Н.

Проверил

Преподаватель ___________________ Овсянникова Е. А.

Дата защиты _________2025г.

Москва 2025

Предварительный расчет 3

Экспериментальный расчёт 4

С-цепь 4

RC-цепь 5

L-цепь 9

RL-цепь 11

Вопросы для самопроверки 15

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.

Предварительный расчет

Комплексное сопротивление двухполюсника можно рассчитывается следующим образом

где

R=Re(Z) – резистивное сопротивление двухполюсника;

X=Im(Z)= – реактивное сопротивление двухполюсника,

|Z|=Z – модуль комплексного сопротивления двухполюсника;

φ=arg[Z] – аргумент (фаза) комплексного сопротивления двухполюсника;

= – угловая частота;

f – частота;

– мнимая единица.

Экспериментальный расчёт

С-цепь

Рисунок 1 – зависимость модуля комплексного сопротивления C - цепи от частоты

Рисунок 2 – зависимость фазы комплексного сопротивления C - цепи от частоты

По предварительному расчёту						Получено экспериментально
1	38,7	-4112,5j	4112,53	-90	4113		-90
2	38,7	-2056,2j	2056,27	-90	2056		-90
3	38,7	-1370,8j	1370,83	-90	1371		-90
4	38,7	-1028,1j	1028,13	-90	1028		-90
5	38,7	-822,5j	822,51	-90	822		-90

Таблица 1 – Расчеты для C-цепи

RC-цепь

Рисунок 3 – зависимость модуля комплексного сопротивления RC- цепи от частоты

Рисунок 4 – зависимость фазы комплексного сопротивления RC- цепи от частоты

По предварительному расчёту				Получено экспериментально
1	38,7	3,027	3027-4112,5j	5104	53,65	5104	54
2	38,7	3,027	3027-2056,2j	3659	34,19	3659	34
3	38,7	3,027	3027-1370,8j	3323	24,36	3323	24
4	38,7	3,027	3027-1028,1j	3197	18,76	3196	19
5	38,7	3,027	3027-822,5j	3150	14,17	3150	15

Таблица 2 – Расчеты для RC-цепи для сопротивления

Рисунок 5 – зависимость модуля комплексного напряжения RC- цепи от частоты

Рисунок 6 – зависимость фазы комплексного напряжения RC- цепи от частоты

Таблица 3 – Расчеты для RC-цепи для напряжения

По предварительному расчёту								Получено экспериментально
f, кГц	С, нФ	R, кОм	, В	, В	φ, град	,В	,В		φ,град
1	38,7	3,027	0,707		-36,36		0,805		-36,36
2	38,7	3,027	0,707	0,562	-55,84		0,562		-55,84
3	38,7	3,027	0,707	0,413	-65,64		0,413		-65,64
4	38,7	3,027	0,707	0,321	-72,24		0,321		-72,24
5	38,7	3,027	0,707	0,262	-74,16		0,262		-74,16

L-цепь

Рисунок 7 – зависимость модуля комплексного сопротивления L - цепи от частоты

Рисунок 8 – зависимость фазы комплексного сопротивления L - цепи от частоты

По предварительному расчёту					Получено экспериментально
f,кГц	L, мГн	, Ом	| |, Ом	Arg( ), град	| |, Ом	Arg( ),град
1	31	-194,779j	194,779	90	194,779	90
2	31	-389,557j	389,557	90	389,557	90
3	31	-584,336j	584,336	90	584,336	90
4	31	-779,115j	779,115	90	779,115	90
5	31	-973,894j	973,894	90	973,894	90

Таблица 4 – Расчеты для L-цепи

RL-цепь

Рисунок 9 – зависимость модуля комплексного сопротивления RL - цепи от частоты

Рисунок 10 – зависимость фазы комплексного сопротивления RL - цепи от частоты

Таблица 5 – Расчеты для RL-цепи для сопротивления

По предварительному расчёту						Получено экспериментально
f, кГц	L, мГн	R, кОм	ZRL, Ом	|ZRL|, Ом	arg(ZRL), град	|ZRL|, Ом	arg(ZRL), град
1	31	3,027	3027+194,779j	3033	3,68	3033	3,68
2	31	3,027	3027+389,557j	3052	7,33	3052	7,33
3	31	3,027	3027+584,336j	3083	10,93	3083	10,93
4	31	3,027	3027+779,115j	3126	14,43	3126	14,43
5	31	3,027	3027+973,894j	3180	17,84	3180	17,84

Рисунок 11 – зависимость модуля комплексного напряжения RL - цепи от частоты

Рисунок 12 – зависимость фазы комплексного напряжения RL - цепи от частоты

Таблица 6 – Расчеты для RL-цепи для напряжения

По предварительному расчёту							Получено экспериментально
f, кГц	L, мГн	R, кОм	U1, В	U2, В	φ, град	|U2|, В		|U2|, В	φ, град
1	31	3,027	0,707	0,064	86,32			0,064	86,32
2	31	3,027	0,707	0,127	82,67			0,127	82,67
3	31	3,027	0,707	0,189	79,07			0,189	79,07
4	31	3,027	0,707	0,249	76,57			0,249	76,57
5	31	3,027	0,707	0,306	72,17			0,306	72,17

Вопросы для самопроверки

1. Какая частота называется граничной для RL-цепи?

2. Каково значение модуля входного сопротивления RL-цепи на граничной частоте?

3. Каково значение аргумента входного сопротивления RL-цепи на граничной частоте?

4. К чему стремиться модуль тока RL-цепи при увеличении частоты?

5. Чему равен модуль входного сопротивления RL-цепи при частоте равной нулю?

Ответы:

1. Частота, на которой действительная и мнимая часть комплексного входного сопротивления равны, называется граничной.

2. Модуль входного сопротивления RL-цепи на граничной частоте можно узнать с помощью формул:

Z=4241,28 Ом

3. Значение аргумента входного сопротивления RL – цепи на граничной частоте можно узнать с помощью формул:

arg(Z)=44,8

4. К чему стремится модуль тока RL – цепи при увеличении частоты можно узнать по следующим формулам:

5. Чему равен модуль входного сопротивления RL – цепи при частоте равной нулю можно узнать с помощью формул:

Если =0, то =0

Z=3000 Ом