Задание 1

Изучение электрических процессов в цепи, содержащей два резистора

1. Соберите в программе Electronics Workbench цепь по схеме, приведенной на рис. 2,а.

2. Зарисуйте колебания, наблюдаемые на экране осциллографа при частоте 20 кГц. Убедитесь, что угол сдвига фаз между силой тока и напряжением равен нулю.

3. Произведите измерение амплитуд напряжений на входе и выходе цепи.

4. Рассчитайте коэффициент передачи К по формуле (17).

5. Определите сопротивление R₁ резистора, используя формулу (20 в).

6. Данные измерений и вычислений занесите в таблицу 1.

Таблица 1

U0, В	U10, В	К	R1,Ом

Задание 2.

Изучение электрических процессов в цепи, содержащей резистор и конденсатор

1. Соберите в программеElectronics Workbench цепь по схеме, приведенной на рис. 2,б.

2. Зарисуйте колебания, наблюдаемые на осциллографе при частоте 20 кГц.

3. Определите угол сдвига фаз между силой тока в цепи и входным напряжением. Для этого измерьте в делениях шкалы экрана осциллографа сдвиг по времени между изображениями двух исследуемых сигналов (а) и период колебаний (b) (рис. 3). Разность фаз рассчитайте по формуле:

. (23)

4. Повторите задание пп. 2,3 при частоте генератора 100 кГц.

5. Произведите измерения амплитуд напряжения на входе и выходе цепи при различных значениях частоты υ=ω/(2π) генератора. Частоту генератора следует изменять в пределах от 20 кГц с интервалом 10 кГц.

6. Рассчитайте коэффициент передачи К цепи по формуле (17) для всего исследованного диапазона частот.

7. Постройте график зависимости K=f(υ).

8. С помощью графика K=f(υ) оцените емкость С конденсатора. Для этого следует воспользоваться линейным участком графика, который в соответствии с формулой (21в) при относительно низких частотах описывается зависимостью K=2πR₂υC. Определите угол наклона α линейного участка к оси υ, получите tgα=2πR₂, откуда

9. По формуле (21б) рассчитайте разность фаз φ при двух значениях частоты генератора 20 кГц и 100 кГц. Сравните результаты расчета с результатами непосредственного угла φ.

10. Данные измерений занесите в таблицу 2.

Таблица 2.

υ, Гц	U0, В	U10, В	С, Ф	а, дел	b, дел	φизм, град	φрасч, град

Задание 3

Изучение электрических процессов в цепи, содержащей резистор и катушку индуктивности

1. Соберите в программе Electronics Workbench цепь по схеме, приведенной на рис. 2,в.

2. Зарисуйте колебания, наблюдаемые на экране осциллографа при частоте генератора 20 кГц.

3. Определите угол сдвига фаз между силой тока в цепи и входным напряжением при частоте 20 кГц. Для этого измерьте в делениях шкалы экрана осциллографа сдвиг по времени между изображениями двух исследуемых сигналов (а) и период колебаний (b) (рис. 3). Разность фаз рассчитайте по формуле (23).

4. Повторите задания пп. 2, 3 при частоте генератора 100 кГц.

5. Произведите измерения амплитуд напряжений на входе и выходе цепи при различных значениях частоты υ генератора. Частоту генератора следует изменять в пределах от 20 до 100 кГц с интервалом 10 кГц.

6. Рассчитайте коэффициент передачи К цепи по формуле (17).

7. Постройте график зависимости K=f(1/ υ).

8. С помощью графика K=f(1/ υ) оцените индуктивность L катушки. Для этого воспользоваться линейным участком графика, который в соответствии с формулой (22в) при относительно высоких частотах описывается зависимостью . Определив угол наклона α линейного участка к оси 1/ υ, получитеtgα=R₂/(2πL), откуда

.

9. По формуле (22б) рассчитайте разность фаз φ при двух значениях частоты генератора: 20 и 100 кГц.

Сравните результаты расчета с результатами непосредственного измерения угла φ.

10. Данные измерений и вычислений занесите в таблицу 3.

Таблица 3

υ, Гц	1/ υ, с	U0, В	U10, В	К	L, Гн	а, дел	b, дел	φизм, град	φрасч, град

Контрольные вопросы

1. Дайте определение простых линейных цепей.

2. Выведите формулы для емкостного и индуктивного реактивных сопротивлений.

3. Линейная цепь состоит из последовательно включенных R, L, C и источника напряжения U=U₀cosωt. При каких условиях сила тока в цепи достигает максимального значения?

13