- •Предисловие
- •Введение
- •Изучение источников питания
- •Методические указания и рекомендации
- •Инструкция по эксплуатации осциллографа универсального с1-77
- •Проведение измерений
- •Инструкция по эксплуатации генератора сигналов г3-112
- •Исследование стационарного состояния линейной электрической цепи
- •Объект и средства исследования
- •Рабочее задание
- •Порядок выполнения работы
- •Значения параметров элементов исследуемой цепи
- •Значения напряжений узлов и токов ветвей
- •Методические указания и рекомендации
- •Программа домашней подготовки к выполнению работы
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальное исследование пассивных элементов цепи в частотной области при последовательном соединении
- •Объект и средства исследования
- •Рабочее задание
- •Частотные характеристики катушки индуктивности
- •Частотные характеристики резистора
- •Частотные характеристики конденсатора
- •К определению модулей напряжений на элементах цепи
- •Методические указания и рекомендации
- •Программа домашней подготовки к выполнению работы
- •Контрольные вопросы
- •Пассивный двухполюсник
- •Результаты измерений методом трех вольтметров
- •Результаты измерений с помощью осциллографа
- •Методические указания и рекомендации
- •Программа домашней подготовки к выполнению работы
- •Контрольные вопросы
- •Резонанс в электрических цепях
- •Объект и средства исследования
- •Рабочее задание
- •Методические указания и рекомендации
- •Программа домашней подготовки к выполнению работы
- •Контрольные вопросы
- •Исследование линейных электрических цепей
- •Расчет параметров отдельно взятых катушек
- •К определению взаимной индуктивности
- •Методические указания и рекомендации
- •Программа домашней подготовки к выполнению работы
- •Контрольные вопросы
- •Согласование нагрузки с источником
- •К пунктам 4 и 6
- •Методические указания и рекомендации
- •Программа домашней подготовки к выполнению работы
- •Контрольные вопросы
- •Исследование последовательного колебательного контура
- •Объект и средства исследования
- •Рабочее задание
- •К определению параметров цепи
- •Амплитудно-частотная характеристика
- •Методические указания и рекомендации
- •Программа домашней подготовки к выполнению работы
- •Контрольные вопросы
- •Исследование параллельного колебательного контура
- •Объект и средства исследования
- •Рабочее задание
- •К определению параметров контура
- •Амплитудно-частотная характеристика
- •Методические указания и рекомендации
- •Программа домашней подготовки к выполнению работы
- •Контрольные вопросы
- •Исследование связанных колебательных контуров
- •Объект и средства исследования
- •Рабочее задание
- •Методические указания и рекомендации
- •Программа домашней подготовки к выполнению работы
- •Контрольные вопросы
- •Исследование линейного пассивного четырехполюсника
- •Объект и средства исследования
- •Рабочее задание
- •Методические указания и рекомендации
- •Программа домашней подготовки к выполнению работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 12 исследование линейных частотных фильтров
- •Объект и средства исследования
- •Рабочее задание
- •Методические указания и рекомендации
- •Программа домашней подготовки к выполнению работы
- •Контрольные вопросы
- •Исследование фазовращателя Цели работы. 1. Изучить методы расчета и экспериментального исследования электрических цепей, осуществляющих фазовые сдвиги между токами и напряжениями.
- •2. Ознакомиться со способами настройки фазовращающих цепей на заданный режим.
- •Объект и средства исследования
- •Рабочее задание
- •Экспериментальные и расчетные данные
- •Методические указания и рекомендации
- •Программа домашней подготовки к выполнению работы
- •Контрольные вопросы
- •Исследование переходных процессов в цепях с одним реактивным элементом
- •Объект и средства исследования
- •Рабочее задание
- •Исследование цепи
- •Методические указания и рекомендации
- •При логарифмировании получаем
- •Программа домашней подготовки к выполнению работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 15 исследование переходных процессов в цепи с двумя реактивными элементами
- •Объект и средства исследования
- •Рабочее задание
- •Методические указания и рекомендации
- •Программа домашней подготовки к выполнению работы
- •Контрольные вопросы
Методические указания и рекомендации
Перед началом экспериментов с электрической цепью или анализа ее схемы необходимо дать определения токов и напряжений всех элементов цепи и ее схемы.
Рис. 2.9
Если к элементу цепи подключить измерительный прибор, то отклонение его стрелки от центральной нулевой отметки шкалы в направлении, условно принятом за положительное, свидетельствует о положительном значении (естественно, тоже условном) измеряемой величины. Если же стрелка прибора отклонится в противоположную сторону шкалы, то значение измеряемой величины считается отрицательным.
Принципиально несущественно, как именно включен измерительный прибор (рис. 2.10, a и 2.11, a), однако для однозначного определения искомой величины – напряжения u и тока i* элемента – принятое включение обязательно фиксируется на схеме цепи.
Приборы, определяющие напряжения и токи всех ее элементов, на схеме цепи не показывают. Вместо них можно пользоваться буквами u и i с нижними двойными цифровыми или буквенными индексами – идентификаторами полюсов элементов. Упорядоченная последователь-ность идентификаторов полюсов в индексе соответствует выбран-ной полярности подключения прибора к элементу цепи (рис. 2.10, б и 2.11, б); при этом, очевидно, umn = – unm, imn = – inm.
|
а |
|
|
а | ||
|
б |
|
|
б |
| |
|
в |
|
|
в |
| |
Рис. 2.10 |
Рис. 2.11 |
|
Полярность подключения прибора можно также обозначать стрелкой на схемном изображении элемента (рис. 2.10, в и 2.11, в). При изменении ориентации стрелки значение определяемой ею величины меняется на противоположное. Эти альтернативные способы фиксации полярности подключения измерительных приборов характеризуют так называемые условно положительные направления определяемых величин.
Таким образом, значения напряжения и тока элемента цепи определяются однозначно, если на схеме цепи указаны их идентификаторы и условно положительные направления, заданные произвольно. Эти направления учитываются затем при измерении стационарных значений этих величин, а также при записи уравнений Кирхгофа и вольт-амперных характеристик элементов.
Измерения стационарных значений напряжений и токов элементов цепи осуществляются в соответствии с принятым условно положительным направлением этих величин (рис. 2.10 и 2.11); при измерении значения напряжения узла цепи корпусной зажим вольтметра, обозначенный значками « » или « – », присоединяют к опорному узлу цепи, а потенциальный (« + ») – к узлу с искомым напряжением.
Измерение токов всех ветвей цепи, показанной рис. 2.3, кроме третьей, производится косвенным методом: измеряются напряжения ее узлов, а значения токов рассчитываются по закону Ома. Например, значение тока I1
.
Значения внутренних сопротивлений Ro1 и Ro2 источников питания исследуемой цепи вычисляются на основании выражения так называемого обобщенного закона Ома для активной ветви:
,
в котором .
3. В системе координат (Ui4, Ii4) или (Ii4, Ui4) неявное выражение ВАХ линейного активного двухполюсника, показанного на рис. 2.7, а, представляет собой уравнение прямой в отрезках (Ui4о, Ii4к) или, соответственно, (Ii4к, Ui4о):
,
где параметры активного двухполюсника Ui4о и Ii4к – его напряжение холостого хода и ток короткого замыкания. Отсюда легко получить два взаимодуальных выражения ВАХ активного двухполюсника в явной форме:
и
с соответствующими им каноническими схемами: последовательной (рис. 2.12, а) и параллельной (рис. 2.12, б). Здесь
и
– сопротивление и проводимость резисторов последовательной и параллельной канонических схем линейного активного двухполюсника.
а |
а |
Рис. 2.12 |
Параметры элементов этих схем связаны очевидными парами соотношений:
, и,.
Выбирая, к примеру, последовательную схему замещения активного двухполюсника (рис. 2.13), легко найти выражения тока I4 и напряжения U4 его пассивной нагрузки – резистора R4:
,.
4. Значения коэффициентов a34 и b34 линейной зависимости определяются решением системы двух уравнений, связывающих линейной зависимостью значения этих токов в двух состояниях, в которых их значения известны, например холостого ходаI4 = I4о = 0, I3 = I3о и короткого замыкания I4 = I4к, I3 = I3к: