2.2.2.6 Построение зависимости индуктивного сопротивления от частоты

Для построения графика зависимости индуктивного сопротивления от частоты используется инструмент «AC analysis» со следующими параметрами:

• Параметры, общие для всех измерений;

• Y Expression «Im(-1*V(V1)/I(V1))»;

• Y Range «4k,0,500».

С получившегося графика (рисунок 15) необходимо снять значения индуктивного сопротивления при тех же частотах, что и при теоретическом расчёте. Данные, полученные с графика, представлены в таблице 1 (приложение «Б»).

Рисунок 15. График зависимости индуктивного сопротивления от частоты (Micro-Cap).

2.2.2.7 Построение зависимости модуля напряжения на катушке от частоты

Для построения графика зависимости модуля напряжения на катушке от частоты используется инструмент «AC analysis» со следующими параметрами:

• Параметры, общие для всех измерений;

• Y Expression «MAG(V(L1))»;

• Y Range «auto».

С получившегося графика (рисунок 16) необходимо снять значения напряжения на катушке при тех же частотах, что и при теоретическом расчёте. Данные, полученные с графика, представлены в таблице 1 (приложение «Б»).

Рисунок 16. График зависимости модуля напряжения на катушке от частоты (Micro-Cap).

Заключение

В ходе выполнения работы методами непосредственного расчёта и снятия значения с графиков, построенных в среде эмуляции работы электрических схем Micro-Cap, были получены значения модуля входного сопротивления, фазы входного сопротивления, модуля тока, модуля напряжения на резисторе, резистивного сопротивления, индуктивного сопротивления, модуля напряжения на катушке; построены зависимости вышеуказанных величин от частоты.

По результатам сравнения непосредственно рассчитанных и снятых с графика значений, было установлено почти полное (на уровне погрешности округления) равенство соответствующих величин.

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ «А»

ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ САМОПРОВЕРКИ

Вопрос 1

Какая частота называется граничной для RL цепи?

Граничная частота RL цепи, это такая частота, при которой сопротивление катушки индуктивности имеет только действительную часть, то есть

.

Вопрос 2

Каково значение модуля входного сопротивления RL‑цепи на граничной частоте?

Модуль входного сопротивления RL-цепи на граничной частоте равен

. Формульное доказательство:

.

Вопрос 3

Каково значение аргумента входного сопротивления RL‑цепи на граничной частоте?

Значение аргумента всегда равно нулю, так как значение входного сопротивления на граничной частоте имеет только положительную действительную часть, что на комплексной плоскости соответствует положительному направлению оси OX.

Вопрос 4

К чему стремится модуль тока RL‑цепи при увеличении частоты?

К нулю: так как при увеличении частоты растёт сопротивление RL-цепи (сопротивление прямо пропорционально частоте – см. вопрос 1), а, следовательно, ток понижается.

Вопрос 5

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

Модуль входного сопротивления RL‑цепи при нулевой частоте равен сопротивлению резистора, так как входное сопротивление RL-цепи прямо пропорционально частоте и индуктивное сопротивление отсутствует (см. вопрос 1).

ПРИЛОЖЕНИЕ «Б»

Таблица 1. Результаты расчёта и измерения входных характеристик RL‑цепи.