Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Южно-Уральский Государственный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

2курсТОЭ / Лаб_20emf

.pdf

Скачиваний:

134

Добавлен:

16.03.2016

Размер:

1.44 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 45 / 145 6 7 8 9 10 11 12 13 14 > Следующая >>>

ние I2. Для измерения действующих значений напряжений uк и uС включить мультиметры РР.

•Проверить собранную электрическую цепь в присутствии преподавателя.

•Установить заданные преподавателем величины индуктивности L катушки и емкости С конденсатора. Измерить мультиметром активное сопротивление Rк катушки. Записать эти значения в протокол измерений.

•Выполнить предварительные расчеты, указанные в протоколе измерений.

•Включить автоматический выключатель QF блока МОДУЛЬ ПИТАНИЯ и

тумблер Сеть модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР. Переключатель

Форма установить в положение . Регулятором Частота установить на вы-

ходе модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР частоту f0. Убедиться, что угол ϕ 0 .

•Регулятором Амплитуда установить величину действующего значения напряжения U = 5…7 В. Напряжение U поддерживать в работе неизменным.

•Измерить на частоте f0 действующие значения тока i; напряжений u, uк, uС ; активную мощность Р и угол ϕ = ψu – ψi. Измеренные значения зане-

сти в табл. 1П.

•Уменьшая частоту, определить частоту f1 – нижнюю граничную частоту полосы пропускания.

•Измерить на частоте f1 действующее значение тока i; напряжений u, uк, uс; активную мощность Р и угол ϕ . Измеренные значения занести в табл. 1П.

•Увеличивая частоту, определить частоту f2 – верхнюю граничную частоту полосы пропускания.

•Измерить на частоте f2 действующее значение тока i; напряжений u, uк, uс; активную мощность Р и угол ϕ . Измеренные значения занести в табл. 1П.

•Изменяя частоту, выполнить измерения для f > f0 и f < f0. Измеренные значения занести в табл. 1П.

•Выполнить предварительные расчеты, указанные в протоколе измерений.

•Протокол измерений утвердить у преподавателя.

•Выключить тумблер Сеть модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР и ав-

томатический выключатель QF модуля питания.

Протокол измерений к лабораторной работе № 6 «Исследование резонанса в цепи

с последовательно соединенными элементами R, L, C»

Схема исследуемой электрической цепи представлена на рис. 1П.

i		L, Rк
i
u		uк	C
u		uC
		uC
	Рис. 1П
Параметры цепи: L =	мГн; С =	мкФ; Rк =	Ом.
Предварительные расчеты:

f0 =

2π

Гц; ρ =

Ом;

Q =

= ;

∆f =

Гц.

Экспериментальные данные при U =

B занесены в табл. 1П.

Таблица 1П

f, Гц

ν =

I , мA

Uк, B

UC, B

ϕ, град

Р, Вт Примечания

f < f 1

f 1

f < f 0

f 0

f > f 0

f > f2

Предварительные расчеты

При f0 =

Гц напряжение U

U 2

−(I

R )2

В.

к0

0 к

Из табл. 1: граничные частоты f1 =

Гц и f2 =

Гц, полоса пропус-

кания ∆f = f2 − f1 =

Гц.

Сравнение значений добротности:

Q =

; Q =

UL0

; Q =

∆f

Входное сопротивление цепи: в резонансе Z0 =

Ом;

на частоте f 1

Z1 =

Ом; на частоте f 2 Z2

Ом.

Работу выполнил: ____________________________________

Работу проверил: ____________________________________

3. Содержание отчета

1.Нарисовать схему замещения исследуемой электрической цепи, указать

величины параметров Rк, L, C. Записать рассчитанные в протоколе изме-

рений значения резонансной частоты f0 , волнового сопротивления ρ, добротности Q и полосы пропускания ∆f .

2.По данным таблицы 1П протокола измерений в относительных единицах

частоты ν = f f0 рассчитать и построить графики амплитудно-частотных характеристик (АЧХ): UR (ν)U = RкI (ν)U ; UL (ν)U ; UC (ν)U . Результаты расчета представить в таблице. Из графиков АЧХ определить добротность Q, граничные частоты f1 , f2 и полосу пропускания.

3.Рассчитать в относительных единицах частоты ν зависимости: P(ν) P0 ,

Q(ν)P0 , S (ν)P0 . Результаты расчета представить в таблице. Построить

графики. По данным таблицы 1П построить фазочастотную характеристику ϕ(ν) . Из графиков определить добротность Q , граничные частоты и

полосу пропускания.
4. По данным табл.	1П протокола рассчитать		частотные	характеристики:
Z ( f )=U I ( f );	X L ( f )=UL ( f )	I ( f );	XC ( f )	=UC ( f ) I ( f );
R( f )= Rк ; X ( f )= X L ( f )− XC ( f );		ϕ( f )= arctg(X ( f ) R).			Результа-
ты расчета частотных характеристик Z		( f ) Rк ;	R( f ) Rк ;	X ( f )	Rк в от-

носительных единицах частоты ν представить в таблице. Построить их графики от относительной частоты ν. Из графиков определить на граничных частотах f1 и f2 отношения: Z ( f1 )R ; X ( f1 ) R и Z ( f2 )R ; X ( f2 ) R .

5. Построить векторные диаграммы тока и напряжения цепи для значений частоты f1, f0 и f2.

Отчет по лабораторной работе № 6

«Исследование резонанса в цепи

споследовательно соединенными элементами R, L, C»

Схема замещения исследуемой цепи представлена на рис. 1.

		i	A		ϕ	Rк	L
			A		ϕ
	u		V				uк		uC	C
	u		V						uC
						Рис. 1
Параметры цепи: L =					мГн; С =		мкФ; Rк =			Ом.
Из протокола измерений: U =						B; f0 =	2π	1	=	Гц;
							2π	LC
ρ =	L =		Ом; Q =	ρ	=	; ∆f =		f0	=	Гц.
	C			R				Q
				к

Экспериментальные данные из протокола измерений представлены в табл. 1. Таблица 1

ν	I ,	Uк,	UC,	ϕ,	Р,	UR,	UL,	Q,	S,	Приме-
ν	мA	B	B	град	Вт	B	B	ВА	ВА	чания
	мA	B	B	град	Вт	B	B	ВА	ВА	чания

										ν < ν0





										ν0

										ν > ν0

Расчет частотных характеристик
Напряжения на активном и реактивном сопротивлении катушки соответ-
ственно равны: UR ( f ) = RкI ( f ) и UL ( f ) =	(Uк ( f ))2 −(UR ( f ))2 . Реак-
тивная и полная мощности определяются, как		Q( f )= S ( f )sin (ϕ( f ))	и
S ( f )=UI ( f ). Результаты расчета этих зависимостей внесены в табл. 1.
По данным табл. 1 на рис. 2 в относительных единицах частоты ν = f			f0
построены АЧХ: UR (ν) U = RкI (ν) U , UL (ν) U , UC (ν) U ; на рис. 3 по-
строены зависимости: P(ν) P0 , Q(ν) P0 , S (ν)		P0 , ϕ(ν) .
U ( f )
U
1 = 0,707
2
		ν
Рис. 2
P P0 ,Q P0 , S P0
ϕ
		ν
Рис. 3
47

Из графиков рис. 2 определяем:
добротность Q =		=		;
граничные частоты:		f1 =		=	Гц,	f2	=		=	Гц;
полоса пропускания контура ∆f					= f2 − f1 =				=	Гц.
Проверяем выполнение отношения: ∆f =						f0		=	=	Гц.
Проверяем выполнение отношения: ∆f =						Q		=	=	Гц.
Из графиков рис. 3 определяем:						Q
Из графиков рис. 3 определяем:
граничные частоты:		f1 =		=	Гц,	f2	=		=	Гц;
полоса пропускания контура ∆f					= f2 − f1 =				=	Гц.
Добротность: Q =	f0		=	=	.
Добротность: Q =	∆f		=	=	.
	∆f

По данным табл. 1 рассчитываем частотные характеристики: полное сопротивление Z ( f )=UI ( f );

эквивалентное активное сопротивление R( f )= Rк ; эквивалентное индуктивное сопротивление X L ( f )=UL ( f )I ( f ); эквивалентное емкостное сопротивление XC ( f )=UC ( f )I ( f );

эквивалентное реактивное сопротивление X ( f )= X L ( f )− XC ( f ); угол сдвига фаз ϕ( f )= arctg(X ( f )R).

Результаты расчета Z ( f )

Rк ;

R( f ) Rк ;

X ( f ) Rк

в относительных

единицах частоты ν = f f0 представлены в табл. 2.

Таблица 2

f, Гц

Z ( f )

R( f )

X L ( f )

XC ( f )

X ( f )

ϕ, град

Rк

По данным табл. 2 на рис. 4 построены частные характеристики

Z ( f ) ,

X ( f )

R( f )

в зависимости от относительной частоты ν.

Z ( f ) ,

X ( f )

R( f )

Рис. 4

Из графиков рис. 4 определяем:

X ( f1 )

f :

Z ( f )

;

на частоте

f2 :

Z ( f2 )

X ( f2 )

По данным табл. 1 на рис. 5 для

частот f1, f0 и f2 построены векторные

диаграммы тока и напряжений в масштабах: mU

В/ см; mI =

мА/ см.

Рис. 5

Работу выполнил: ___________________________________

Работу принял: _____________________________________

Лабораторная работа № 7 Резонансные характеристики цепи

с последовательно соединенными элементами R, L, C

Целью работы является исследование резонансных явлений и резонансных характеристик электрической цепи, содержащей элементы R, L, C.

1. Общие сведения

Вработе исследуются резонансные характеристики в цепи по схеме рис.

7.1.Резонансными характеристиками называют зависимости от величины

емкости С действующих значений тока

I (C) =

+ ωL −

ωC

и напряжений:

(С) = R I (С);

I (C)

. Так же к

ωC

резонансным

характеристикам

относятся

зависимости

активной

P(C) = RI 2 (C) , реактивной Q(C) =

ωL −

I 2

мощностей и угла сдвига фаз

ωC

ϕ(C) = arctg

ωL −

ωC

Резонанс в цепи (рис. 7.1) достигается

u(t)

изменением величины емкости С конденса-

тора. При резонансе эквивалентное реактив-

ное сопротивление цепи

X 0

= 2πfL −

=0.

2πfC0

Тогда резонансная емкостьC0 =

Рис. 7.1

(

2πf )2 L

Напряжение на входе цепи U = I (C )R =U

, ток

I (C

)= I

= U

. В це-

пи имеет место резонанс напряжений UL (C0 )=UC (C0 ). Отношение

Q =

UL (C0 )

UC (C0 )

L C0

определяет добротность контура.

2. Содержание и порядок выполнения работы

В лабораторной работе используют: источник синусоидального напряжения из модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР; измерительные приборы из блоков ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗЫ и МОДУЛЬ МУЛЬТИМЕТРОВ.

Пассивные элементы электрической схемы выбирают из блока МОДУЛЬ РЕАКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ. Активное сопротивление Rк катушки измеряют мультиметром. Опыты на частоте f =150 Гц выполняют с катушкой индук-

тивности L =50 мГн; на частоте f =200 Гц – L =20 или 30 мГн; на частоте

f=250 Гц – L =20 мГн.

•Собрать электрическую цепь по схеме, приведенной на рис. 1П протокола измерений. Тумблер SA2 модуля ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗЫ установить в положение I2.

•Проверить собранную электрическую цепь в присутствии преподавателя.

•Установить в блоке МОДУЛЬ РЕАКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ назначенную преподавателем величину индуктивности катушки L . Включить мультиметр в

режим измерения сопротивления. Измерить активное сопротивление Rк катушки. Записать значение Rк в протокол измерений. Включить мультиметр в режим измерения переменного напряжения.

•Для указанной преподавателем частоты f рассчитать величину резонанс-

ной емкости С0. Установить в блоке МОДУЛЬ РЕАКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ величину емкости С, ближайшую к С0.

•Включить автоматический выключатель QF блока МОДУЛЬ ПИТАНИЯ и

тумблер Сеть модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР. Переключатель

Форма установить в положение . Регулятором Частота, установить на выходе модуля частоту f .

•Регулятором Амплитуда установить величину действующего значения напряжения U = 5–7 В. Напряжение U поддерживать неизменным при выполнении всех опытов.

•Убедиться, что угол ϕ примерно равен нулю. Записать значения L , С и f в протокол измерений.

•Для указанных в табл. 1П протокола измерений величин емкости С изме-

рить действующие значения тока i, напряжений uк, uС ; активную мощность Ри угол ϕ = ψu – ψi. Измеренные значения занести в табл. 1П.

•Протокол измерений утвердить у преподавателя.

•Выключить тумблер Сеть модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР и ав-

томатический выключатель QF модуля питания.

Протокол измерений к лабораторной работе № 7
«Резонансные характеристики цепи
с последовательно соединенными элементами R, L, C»
Схема исследуемой электрической цепи представлена на рис. 1П.
	i		L, Rк
	i
	u		uк
	u		uC	C
			uC

		Рис. 1П
Напряжение U =	В, частота f =		Гц.
Параметры элементов: Rк =		Ом; L =	1
Параметры элементов: Rк =		Ом; L =	мГн; C0 = (2πf )2 L	=	мкФ.
Результаты измерений представлены в табл. 1П.				Таблица 1П
				Таблица 1П

С, мкФ	I , мA	Uк, B	UC, B	ϕ, град	Р, Вт	Примечания
3,3
4,7
6,8						Величина
10						Величина
22						резонансной
						емкости
33						емкости
						С0 = мкФ
47						С0 = мкФ
56
68
82
Предварительные расчеты выполнены при C =C0 .
I0 =	Uк0 =		UC0 =		Р =

Работу выполнили: ____________________________________

Работу проверил: _____________________________________

<<< < Предыдущая 1 2 3 45 / 145 6 7 8 9 10 11 12 13 14 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке 2курсТОЭ

#
16.03.2016360 Кб44КР_1С.pdf
#
16.03.20161.44 Mб134Лаб_20emf.pdf
#
16.03.2016445.73 Кб42Пост_Ток.pdf
#
16.03.2016196.43 Кб38Сем.задание_2.pdf
#
16.03.20161.63 Mб44Сем_Задание1.doc
#
16.03.2016780.9 Кб39СинТок.pdf