2.1.2 Расчёт входных характеристик rl‑цепи

Для диапазона частоты кГц, и Е=0,9 В необходимо рассчитать:

• Отношение ;

• Индуктивное сопротивление по формуле

  (2)

• Модуль входного сопротивления по формуле

,

(3)

где

• Аргумент входного сопротивления по формуле

,

(4)

где – мнимая часть входного сопротивления,

– действительная часть входного сопротивления;

• Модуль тока в цепи по формуле

(5)

где – входное напряжение;

• Модуль падения напряжения на резисторе по формуле

  (6)

• Модуль падения напряжения на катушке индуктивности по формуле

(7)

Расчёты производились непосредственно, с помощью инженерного калькулятора, результаты расчётов приведены в таблице 1 (приложение «Б»).

2.1.3 Построение зависимостей входных характеристик rl‑цепи от частоты

Необходимо построить зависимости модуля входного сопротивления , аргумента входного сопротивления , индуктивного сопротивления , резистивного сопротивления , модуля тока в цепи , модуля падения напряжения на резисторе , модуля падения напряжения на катушке индуктивности от частоты кГц. Построение графиков осуществлялось с помощью программы Microsoft Excel, сами графики представлены ниже (рисунок 2 – рисунок 8).

Рисунок 2. График зависимости модуля входного сопротивления от частоты.

Рисунок 3. График зависимости аргумента входного сопротивления от частоты.

Рисунок 4. График зависимости индуктивного сопротивления от частоты.

Рисунок 5. График зависимости резистивного сопротивления от частоты.

Рисунок 6. График зависимости модуля тока в цепи от частоты.

Рисунок 7. График зависимости модуля падения напряжения на резисторе от частоты.

Рисунок 8. График зависимости падения напряжения на катушке от частоты.

2.2 Получение значений и построение графиков с помощью программы micro‑cap

2.2.1 Теоритическая справка

Комплексное входное сопротивление находится косвенным методом, путём деления комплексного входного напряжения на комплексный входной ток . С помощью программы Micro‑Cap рассчитывается модуль и фаза входного сопротивления.

(8)

где – комплексное входное сопротивление;

– комплексное входное напряжение;

– комплексный входной ток;

– модуль комплексного сопротивления;

– угловая частота, [°/с.];

– аргумент (фаза) комплексного входного сопротивления, [°];

f – частота, [Гц];

С другой стороны, входное сопротивление – это сопротивление со стороны входных зажимов:

(9)

где – резистивное входное сопротивление,

– реактивное входное сопротивление.

2.2.2 Исследование частотных характеристик rl‑цепи

Исследуемая цепь представлена на рисунке 9. Она состоит из: источника синусоидального напряжения (V1) с амплитудой 1,27 В, частотой 2 кГц и нулёвым внутренним сопротивлением; резистора (R1) с сопротивлением 105 Ом; катушки индуктивности (L1) с индуктивностью 45 мГн, а также заземления.

Рисунок 9. Схема исследуемой цепи.