Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Введение в схемотехнику электрических цепей. Учебное пособие
.pdf
91
кость» повернуть вправо;
- луч смещен за пределы экрана, тогда необходимо
установить требуемое положение луча ручками смещения по
вертикали и горизонтали.
На экране наблюдается горизонтальная линия с началом
в левой части экрана. После подачи входного сигнала устанавливаются требуемые размеры изображения по вертикали переключателем чувствительности канала вертикального отклонения луча (В/дел.) и по горизонтали переключателем скорости
развертки (с/дел.). Изображение может быть неустойчивым.
Для формирования устойчивого изображения выполняется синхронизация осциллографа (в режиме внешней синхронизации на вход «1:1» БС должен быть подан внешний синхросигнал). Для этого ручка «Стаб.» из крайнего правого положения поворачивается влево до погасания луча и возвращается
назад до появления изображения. Затем ручкой «Уровень» в
окрестности среднего положения добиваются стабилизации
(хотя бы частичной) изображения. После этого опять поворачивают ручку «Стаб.» влево до погасания луча и возвращают
назад до появления изображения, а затем вновь ручкой «Уровень» добиваются его устойчивости.
Процедура синхронизации повторяется 2-3 раза, при
этом устанавливается режим ждущей развертки, в котором
синхронность не нарушается при переключении переключателей чувствительности канала вертикального отклонения или
скорости развертки.
По осциллограмме входного сигнала можно проводить
измерения его уровня (амплитуды) и временных параметров
(например, периода повторения) по их размерам в делениях
сетки с последующим вычислением их величины по цене деления сетки.
Необходимо следить, чтобы ручки плавной регулировки
входного переключателя и скорости развертки находились
в крайнем правом положении (в защелке), в противном случае будет нарушаться калибровка вертикальной и горизонтальной осей изображения.
92
11.1.4. Лабораторный стенд
Лабораторный стенд предназначен для выполнения лабораторных работ. Его внешний вид показан на рис. 11.6. Для
каждой лабораторной работы используется специальная плата
с установленными элементами (на стенд можно установить две
платы).
Рис. 11.6
Ток в исследуемой цепи измеряется миллиамперметром
(МА), расположенным в верхней части стенда, его вход расположен рядом с измерителем тока. Предел измерения выбирается переключателем «Предел» с положениями 0,5 мА, 2 мА
и 5 мА.
11.2. Лабораторные работы
11.2.1. Лабораторная работа № 1
Ознакомительная
11.2.1.1. В ходе лабораторной работы необходимо получить инструктаж по технике безопасности (прил. 1), ознако-
93
миться с измерительными приборами, приобрести простейшие
навыки измерений тока, напряжения и сопротивления, ознакомиться с работой осциллографа.
11.2.1.2. К цепи, схема которой показана на рис. 11.7,
подключите генератор гармонических сигналов, вольтметр и
амперметр. С помощью вольтметра установите напряжение источника 4 В на частоте 40 кГц.
11.2.1.3. Установите максимальное переменное сопротивление
R , измерьте его значение. Измерьте ток в цепи.
2
11.2.1.4. Установите минимальное сопротивление
R ,
2
вновь измерьте ток в цепи.
Рис. 11.7
11.2.1.5. Переключите вольтметр к выходу цепи
(рис. 11.7), установите максимальное сопротивление
мерьте на нем напряжение. Изменяя сопротивление
R , из-
2
R , про-
2
анализируйте изменение напряжения, сделайте выводы.
11.2.1.6. Подключите к выходу цепи осциллограф, установите устойчивое изображение напряжения, измерьте амплитуду и период сигнала.
94
11.2.1.7. Проанализируйте полученные результаты. От-
чет по ознакомительной лабораторной работе не оформляется.
11.2.2. Лабораторная работа № 2
Резистивный делитель напряжения
11.2.2.1. Освойте расчетные соотношения.
В цепи на рис. 11.8 общее сопротивление
довательно соединенных элементов
R и 2R (емкость C от-
1
R после-
ОБЩ
ключена) определяется выражением
RRR
. (11.1)
ОБЩ
21
Рис. 11.8
Общий ток в цепи I вычисляется по закону Ома,
V
R
1
ОБЩ
I , (11.2)
а затем определяются напряжения на сопротивлениях
соответственно
,
RIV
112
(11.3)
.
RIV
22
R и 2R
1
95
Напряжение
I
V на сопротивлении 1R можно вычислить и по
12
второму закону Кирхгофа (сравните результаты)
VVV (11.4)
2112
(фазы этих напряжений одинаковы).
Потребляемые в сопротивлениях
действующих значений тока I и напряжений
2
1
2
2
Потребляемая от источника мощность
ОБЩ
1
R и 2R мощности для
1
V и 2V равны
2
RVVIRIP
12121
2
RVVIRIP
222
2
RIVIP
ОБЩ
1
,/
1
(11.5)
./
2
P равна
ОБЩ
. (11.6)
11.2.2.2. Соберите цепь с двумя вольтметрами, показанную на рис. 11.8. Установите напряжение источника
641V В с частотой
ние
R , измерьте омметром его величину.
2
f
Измерьте протекающий ток I и напряжения
кГц и максимальное сопротивле-
40
V и 2V . По
1
второму закону Кирхгофа в резистивной цепи найдите напряжение
VVV
2112
на сопротивлении
R , результаты внесите в табл. 11.1.
1
Таблица 11.1
мА
V В
1
V В
2
V В
2,1
I мА РV В
Р
По известным напряжению
R рассчитайте ток в цепи РI и напряжение РV на сопротивле-
2
нии
R , результаты запишите в табл. 11.1. Сформулируйте и
2
V и сопротивлениям 1R и
1
запишите выводы.
96
11.2.2.3. По измеренным значениям I,
I
К
определите мощности
R и 2R а также в целом всей цепью
1
P и 2P , потребляемые в сопротивлениях
1
P , результаты внесите
ОБЩ
V , 2V и
1
V
2,1
в табл. 11.2, сделайте выводы.
Таблица 11.2
P мВт
1
P мВт
2
P мВт
ОБЩ
11.2.2.4. Интервал величин сопротивления
R от 0 до
2
максимального разбейте на 6 - 8 значений и внесите их в
табл. 11.3. Установите напряжение 64
выбранного значения
измерьте ток I и напряжение
R установите его с помощью омметра,
2
V .
2
V В. Для каждого
1
Результаты запишите в табл. 11.3.
Таблица 11.3
№
R Ом
2
мА
V В
2
1
…
8
Вычислите коэффициент деления напряжения
V
2
К
,
V
1
результаты внесите в табл. 11.3. Постройте графики зависимостей )(
RI , )(22RV и )(2RК .
2
Сформулируйте и запишите выводы, оформите отчет
по лабораторной работе.
97
11.2.3. Лабораторная работа № 3
Резистивно-емкостная цепь
11.2.3.1. Освойте необходимые расчетные соотношения.
В резистивно-емкостной цепи модуль сопротивления
X емкости C равен
C
1
X
C
, (11.7)
fC
2
а модуль полного сопротивления
последовательного соединения сопротивления
Z показанного на рис. 11.9а
1
R и емкости C
1
соответственно
11
C
22
)()(
XRZ . (11.8)
Для смешанной цепи на рис. 11.9б модуль полного сопротивления
Z определяется выражением
2
2
RZ
12
R
2
fCR
2
)2(1
2
2
2
2
fCR
fCR
2
2
2
)2(1
. (11.9)
Рис. 11.9
В двухполюсной цепи амплитуды (и действующие значения) общего напряжения U и тока I связаны выражением
закона Ома,
98
IZU
Z
, (11.10)
- модуль полного сопротивления двухполюсника.
Для цепи на рис. 11.9а получим
,
RIU
11
,
ZIU
2
(11.11)
C
.
ZIU
1
Первый и второй законы Кирхгофа в цепи с реактивными элементами не выполняются для амплитудных и
действующих значений гармонических токов и напряжений. Для цепи на рис. 11.9а сумма напряжений на элементах не
равна общему напряжению
UUU , (11.12)
21
но выполняется соотношение
2
2
UUU , (11.13)
2
1
которое необходимо проверить в ходе лабораторной работы.
Для смешанной цепи на рис. 11.9б по закону Ома полу-
чим
,
ZIU
2
,
RIU
11
R
IU
2
2
fCR
(11.14)
.
2
)2(1
2
И в этом случае второй закон Кирхгофа не выполняет-
ся для амплитудных и действующих значений напряжений,
UUU . (11.15)
21
По закону Ома можно записать
U
2
I
1
I
2
,
X
С
(11.16)
U
2
.
R
2
Сумма амплитудных или действующих значений токов
не равна общему току в цепи,
99
III , (11.17)
Цепь
I
рис. 11.10
- -
рис. 11.11а
-
-
рис
. 11.11б
- -
21
однако выполняется равенство
2
2
III . (11.18)
2
1
11.2.3.2. Соберите цепь на рис. 11.10, установите напряжение источника 64
мальное сопротивление
ток
I и напряжение 2V . Вычислите разность измеренных
2
напряжений
VV .
21
V В с частотой
1
R , измерьте его значение. Измерьте
2
f
кГц и макси-
40
Результаты внесите в табл. 11.4.
11.2.3.3. При установленном напряжении источника
рассчитайте токи
I , РI
Р
,
1
и напряжения
РI2
,
РV2
, запиши-
РV12
V
те их в табл. 11.5. Сравните результаты, сделайте и запишите
выводы.
1
Рис. 11.10
Таблица 11.4
мА
I мА 2I мА 1V В 2V В
1
VV В
21
100
Таблица 11.5
V В
1
I мА РI
Р
1
мА
РI2
мА
В
РV2
В
РV12
11.2.3.4. Переключите миллиамперметр в емкостную
цепь, как показано на рис. 11.11а. Измерьте ток
ния
V , 2V . Вычислите разность измеренных напряжений
1
VV . Результаты внесите в табл. 11.4. Сравните с расчетны-
21
I и напряже-
1
ми результатами в табл. 11.5, сделайте и запишите выводы.
11.2.3.5. Соберите цепь, показанную на рис. 11.11б. Измерьте ток I и напряжения
ренных напряжений
V , 2V . Вычислите разность изме-
1
VV . Результаты внесите в табл. 11.4.
21
Сравните их с расчетными результатами в табл. 11.5, сделайте
и запишите выводы.
Рис. 11.11
11.2.3.6. Проверьте выполнимость соотношений (11.12),
(11.13), (11.15), (11.17) и (11.18) по результатам измерений
(табл. 11.4) и расчетов (табл. 11.5), сделайте выводы о применимости и неприменимости законов Кирхгофа для действующих значений токов и напряжений.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]