Программа домашней подготовки к выполнению работы

1. По учебным пособиям и конспекту лекций изучить следующие вопросы:

1) синусоидальный ток и его характеристики [2, § 2.1];

2) пассивные элементы цепи при синусоидальном токе [2, §§ 1.2, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7].

2. Заготовить бланк протокола с необходимыми схемами и таблицами. Здесь же заготовить оси координат для частотных характеристик (желательно на миллиметровке, которая затем вклеивается в соответствующее место отчета). Нанести карандашом ожидаемые качественные частотные характеристики. Записать выражения для индуктивного, емкостного и полного сопротивлений. Построить треугольник сопротивлений, который в данной работе все время должен быть «перед глазами».

Контрольные вопросы

1. По какой причине активное сопротивление зависит от частоты и почему этой зависимостью в определенных условиях можно пре-небречь?

2. Точные измерения показывают, что любой конденсатор имеет небольшое активное сопротивление, которым обычно пренебрегают. Что это за сопротивление?

3. Написать выражение для полного сопротивления цепей ,и.

4. Как проявляют себя катушка и конденсатор при частотах 0 и?

5. Найти условие, при котором сопротивление последовательной цепи равно нулю.

6. От чего зависит сдвиг фаз между напряжением и током в цепях,и?

7. Указать различия в действующем, максимальном и мгновенном токах (ЭДС, напряжениях).

8. Приняв начальную фазу тока в исследованной цепи равной нулю, записать мгновенные напряжения на катушке, конденсаторе и резисторе.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

Пассивный двухполюсник

В ЦЕПИ СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА

И ЕГО СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ

Цели работы. 1. Усвоить возможность и способы представления одного и того же двухполюсника в виде двух эквивалентных схем замещения.

2. Овладеть методом определения параметров схем замещения пассивного двухполюсника.

Объект и средства исследования

В работе исследуется двухполюсник, представляющий собой некоторую комбинацию пассивных элементов, помещенную в специальный пенал (использовать зажимы 1–1 ). Для измерений используются электронный вольтметр, цифровой комбинированный прибор и двухлучевой осциллограф. Источник питания – генератор синусоидальных сигналов.

Рабочее задание

1. На универсальной панели собрать схему, принципиальный вид которой показан на рис. 4.1. Измерительные приборы пока в схему не включать! В качестве сопротивления приемника используется исследуемый двухполюсник. Резистор с известным сопротивлением100 Ом, который используется в схеме в качестве известного калиброванного сопротивления, находится на панели «Элементы цепей». Установить напряжение генератора3 В при фиксированной частоте, указанной на крышке пенала.

Рис. 4.1

2. Измерить поочередно электронным вольтметром напряжения на входе U₁, резисторе и на двухполюснике () (см. методи-ческие указания к работе). Записать показания трех вольтметров в табл. 4.1.

Т а б л и ц а 4.1

Результаты измерений методом трех вольтметров

Измерено

Вычислено

f

R0

U1

U2

U3

Ток при вклю- чении Cnp

n

I

n

Rn

Xn

L

C

кГц

Ом

В

В

В

Качественно

Знак угла

мА

град

Ом

Ом

мГн

мкФ

3. Для определения характера реактивного сопротивления включить миллиамперметр по схеме, приведенной на рис. 4.1. Внимание: миллиамперметр включается в неразветвленную часть цепи, до конденсатора! Замкнуть тумблер пробной емкости0.033 мкФ («МагазинС») и зафиксировать изменение тока по миллиамперметру (возрастает или уменьшается). Результат занести в табл. 4.1.

4. По данным пп. 2 и 3 построить в масштабе методом «засечек» векторную диаграмму для исследуемой цепи (см. методические указания к работе № 3). Рассчитать параметры иХ_n последовательной схемы замещения исследуемого двухполюсника (рис. 4.2, а). В зависимости от знака угла вычислитьL или С.

5. Вычислить параметры параллельной схемы замещения исследуемого двухполюсника (рис. 4.2, б).

а

б

Рис. 4.2

6. C помощью двухлучевого осциллографа измерить величину и знак угла между входным напряжением и входным током цепи на рис. 4.1 (при том же входном напряжении3 В, той же часто- теи отключенных миллиамперметре и конденсаторе). Для этого первый канал осциллографа подключить к выходным зажимам цепи (фиксируется кривая входного напряжения), а второй – к резистору(фиксируется кривая напряжения на резисторе, пропорционального току всей последовательной цепи). Измерить напряжение наи заполнить табл. 4.2. Поскольку в этом пункте используется осциллограф, то целесообразно измерятьамплитуды напряжений итоже с помощью осциллографа.

Т а б л и ц а 4.2