ОТЦ_Лаб-4_Блинков_ВЕ-31б / Laba_po_OTTs_N4
.docЦель работы:
Экспериментальное исследование явления резонанса напряжений в электрических цепях. Измерение частотных характеристик последовательного колебательного контура. Исследование влияния нагрузки на свойства последовательного контура. Применение последовательного колебательного контура в качестве режекторного фильтра.
Средства измерения:
Генератор низкой частоты ГЗ-118, универсальный вольтметр В7-38, осциллограф С1-73, лабораторный стенд.
1. Расчетная часть.
Для последовательного колебательного
контура, составленного из элементов с
заданными параметрами (стенд №2):
Ом,
мГн,
нФ,
Ом
и действующим значением приложенного
напряжения
В:
-резонансная частота
=
рад/с 
Гц
-характеристическое сопротивление
=
Ом
-собственная добротность
=
и затухание
=
При подключенном
:
=
и затухание
=
-комплексные ток и напряжения на элементах контура на резонансной частоте
А,
В,
В, 
В.
При подключенном
:
Ом,
Ом, 
А,
В
В, 
А,
А, 
В
-полоса пропускания
рад/с
При подключенном
рад/с
-сопротивление контура на резонансной частоте
Ом. При подключенном
:
Ом.
-АЧХ контура в диапазоне частот, в котором её значения больше, чем 10% от максимального.
,
,
где
-
обобщённая расстройка.
, 
кГц,
кГц 
,
|
f (кГц) |
1,22 |
1,87 |
2,2 |
2,36 |
2,52 |
2,68 |
2,85 |
3,17 |
3,82 |
|
K |
0,63 |
1,6 |
3,53 |
6,57 |
12,88 |
6,89 |
3,87 |
2,15 |
3,78 |
|
Kn |
0,05 |
0,12 |
0,27 |
0,51 |
1 |
0,53 |
0,3 |
0,25 |
0,29 |
При подключенном
:
,
кГц,
кГц,
|
f (кГц) |
0,72 |
1,62 |
2,07 |
2,3 |
2,52 |
2,74 |
2,97 |
3,42 |
4,32 |
|
K |
0,31 |
1,08 |
2,43 |
4,63 |
8,76 |
4,9 |
2,87 |
1,58 |
0,88 |
|
Kn |
0,03 |
0,12 |
0,28 |
0,53 |
1 |
0,56 |
0,33 |
0,18 |
0,1 |
-векторные диаграммы для токов и напряжений при резонансе:
2. Экспериментальная часть
Измерили величины сопротивлений R4 и RL3 катушки индуктивности L3 , сравнили их и записали в виде таблицы:
|
Элемент |
Табличное значение |
Измеренное значение |
|
R4 |
18 кОм |
18 кОм |
|
RL3 |
21 Ом |
20,8 Ом |
схема последовательного
колебательного контура из элементов
и
-схема последовательного колебательного
контура из элементов
и
при параллельном подключении к ёмкости
сопротивления нагрузки
АЧХ L, C контура в диапазоне частот, в котором её значения больше, чем 10% от максимального, полученная в ходе измерений:
|
f (кГц) |
1,12 |
1,7 |
2,2 |
2,33 |
2,4 |
2,57 |
2,7 |
2,77 |
2,9 |
3,3 |
3,7 |
|
Uc (В) |
2,65 |
3,8 |
7,9 |
11,75 |
13,07 |
15,6 |
13,07 |
11,75 |
7,9 |
3,8 |
2,65 |
|
Un |
0,17 |
0,24 |
0,5 |
0,75 |
0,87 |
1 |
0,87 |
0,75 |
0,5 |
0,24 |
0,17 |
АЧХ контура при подключенном параллельно к ёмкости R4 в диапазоне частот, в котором её значения больше, чем 10% от максимального, полученная в ходе измерений:
|
f (кГц) |
0,4 |
1,43 |
2,2 |
2,35 |
2,42 |
2,57 |
2,82 |
2,9 |
3,1 |
3,6 |
3,85 |
|
Uc (В) |
2,2 |
3 |
6,26 |
9,28 |
10,79 |
12,3 |
10,79 |
9,28 |
6,26 |
3 |
2,2 |
|
Un |
0,179 |
0,244 |
0,5 |
0,75 |
0,87 |
1 |
0,87 |
0,75 |
0,5 |
0,244 |
0,179 |
АЧХ последовательного колебательного
контура из элементов
и
и контура с параллельным подключением
к ёмкости сопротивления нагрузки
(экспериментальные и расчётные)
построенные в одних осях:
С
хема
режекторного фильтра:
АЧХ режекторного фильтра:
|
f (кГц) |
1,5 |
2 |
2,1 |
2,2 |
2,4 |
2,5 |
2,6 |
2,75 |
2,89 |
3,1 |
3,45 |
4 |
4,5 |
|
U (В) |
2,19 |
2,15 |
2,13 |
2,09 |
1,88 |
1,5 |
1,1 |
1,5 |
1,9 |
2,07 |
2,15 |
2,17 |
2,18 |
Вывод:
В последовательном колебательном контуре наблюдается резонанс напряжений при равенстве емкостного и индуктивного сопротивлений. Добротность последовательного колебательного контура стремится к максимальному значению при уменьшении нагрузочного сопротивления. При подключении нагрузки к контуру уменьшается его добротность, что влияет на полосу пропускания. Полоса пропускания нагруженного контура становится шире полосы пропускания ненагруженного контура.