2.2.2.2 Построение зависимости фазы входнго сопротивления от частоты
Для построения графика зависимости фазы входного сопротивления от частоты используется инструмент «AC Analysis» со следующими параметрами:
Параметры, общие для всех построений;
Y Expression «ph(V(V1)/–I(R1));
Y Range «Auto».
График зависимости фазы входного сопротивления от частоты представлен ниже (рисунок 9).
Рисунок 9. График зависимости фазы входного сопротивления от частоты (Micro‑Cap).
2.2.2.3 Построение модуля различных токов от частоты
Для построения графиков зависимости модуля различных токов (модуля входного тока, модуля тока на резисторе, модуля тока на катушке, модуля тока на конденсаторе) от частоты используется «AC Analysis» со следующими параметрами:
Параметры, общие для всех построений;
Y Expression «MAG(I(V1))»;
Y Expression «MAG(I(R1))»;
Y Expression «MAG(I(L1))»;
Y Expression «MAG(I(C1))»;
Y Range «Auto».
График зависимости модуля различных токов (модуля входного тока, модуля тока на резисторе, модуля тока на катушке, модуля тока на конденсаторе) от частоты представлен ниже (рисунок 10).
Рисунок 10. График зависимостей модуля различных токов от частоты (Micro‑Cap).
2.2.3 Исследование характеристик параллельного колебательного контура первого типа
Исследуемая цепь изображена на рисунке 5. Она состоит из: источника синусоидального напряжения (V1) с амплитудой 1 В, частотой 8 кГц и внутренним сопротивлением 1 мОм; резистора (R1); катушки индуктивности (L1) с индуктивностью 63 мГн и конденсатора (С1) с ёмкостью 15 нФ, а также заземления.
2.2.3.1 ПОСТРОЕНИЕ ЗАВИСИМОСТЕЙ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КОНТУРА ПЕРВОГО ТИПА ПРИ Qp = 2
Аналогично построениям в пунктах 2.2.2.1 – 2.2.2.3 необходимо построить графики зависимостей частотных характеристик контура первого типа при Qp = 2 и Rp = 1061,33 Ом.
Графики необходимых зависимостей представлены ниже (рисунок 11 – рисунок 13).
Рисунок 11. График зависимости модуля входного сопротивления от частоты в контуре первого типа при Qp = 2 (Micro‑Cap).
Рисунок 12. График зависимости фазы входного сопротивления от частоты в контуре первого типа при Qp = 2 (Micro Cap).
Рисунок 13. График зависимостей модуля различных токов от частоты в контуре первого типа при Qp = 2 (Micro‑Cap).
2.2.3.2 ПОСТРОЕНИЕ ЗАВИСИМОСТЕЙ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КОНТУРА ПЕРВОГО ТИПА ПРИ Qp = 100
Аналогично построениям в пунктах 2.2.2.1 – 2.2.2.3 необходимо построить графики зависимостей частотных характеристик контура первого типа при Qp =100 и Rp = 21,221 Ом.
Графики необходимых зависимостей представлены ниже (рисунок 14 – рисунок 16).
Рисунок 14. График зависимости модуля входного сопротивления от частоты в контуре первого типа при Qp = 100 (Micro‑Cap).
Рисунок 15. График зависимости фазы входного сопротивления от частоты в контуре первого типа при Qp = 100 (Micro‑Cap).
Рисунок 16. График зависимостей модуля различных токов от частоты в контуре первого типа при Qp = 100 (Micro‑Cap).
Заключение
В ходе выполнения работы методами непосредственного расчёта и снятия с графиков, построенных в среде эмуляции работы электрических схем Micro-Cap, были получены характеристики одиночного параллельного пассивного и параллельного первого типа колебательных контуров при различных добротностях; построены зависимости вышеуказанных характеристик от частоты.
По результатам сравнения непосредственно рассчитанных и снятых с графика значений, было установлено почти полное (на уровне погрешности в 5%) равенство соответствующих величин.
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ «А»
ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ САМОПРОВЕРКИ
Вопрос 1
Почему резонанс в параллельном пассивном колебательном контуре называется резонансом токов?
При
резонансе индуктивное и ёмкостное
сопротивления равны
.
Тогда получим, что сопротивление при
резонансе будет равно
.
Ток при резонансе тогда будет равен
.
При резонансе токов возникает контурный ток, который не выходит за рамки самого колебательного контура, при этом контурный ток сильно больше, чем проходящий через контур. Таким образом, резонанс в параллельном колебательном контуре называется резонансом токов.