4. Исследование свойств индуктивного элемента

Для индуктивного элемента ВАХ имеют вид:

.

Идеальный L-элемент эквивалентен коротко-замкнутому элементу (КЗ) при i =I- const.

Реальный индуктивный элемент – это катушка, намотанная проводом на сердечник из ферромагнитного материала. Схема замещения для диапазона низких частот может быть представлена в виде последовательного соединения идеального L-элемента и резистора с сопротивлением R_L, где R_L – сопротивление провода.

4.1. Исследование свойств индуктивности на переменном токе

Подключите к индуктивности источник напряжения синусоидальной формы и, поддерживая ток I_m = 5 мА, заполните табл. 1.3 в разделе наблюдений.

Таблица 1.3

Наблюдают					Вычисляют
f, кГц	Im, мА	Um, В	0	xL, Ом		L, Гн	0теор.
0,5	5	0,41	36	82		0,026	90
1,0	5	0,72	54	144		0,023	90
2,0	5	1,39	52	278		0,022	90

Для определения величины сдвига фаз  между напряжением и током получите на экране изображение одного периода напряжения и тока и, совместив оси времени двух каналов, вычислите , полагая, что половине периода соответствует угол 180⁰.

При заполнении расчетной части таблицы руководствуйтесь следующим:

причем |z_L| = x_L = L = – реактивное сопротивление;  = _u – _i = 90°; L = x_L/;  = 2f.

Подключите к индуктивности источник напряжения прямоугольной, а затем треугольной формы частотой f = 0,5 кГц и, установив ток I_m = 5 мА, снимите осциллограммы напряжения и тока.

Прямоугольной

Треугольной

Качественно объясните искажения формы сигналов используя ВАХ, схемы замещения индуктивности и эквивалентную схему замещения цепи, приведенную на рис.1.6

5. Исследование свойств емкостного элемента

ВАХ емкостного элемента имеют вид:

.

Идеальный С - элемент эквивалентен холостому ходу (ХХ) при u_С =U- const. Реальный емкостной элемент – это конденсатор, схема замещения которого, с учетом тока утечки, может быть представлена в виде параллельного соединения идеального С - элемента и резистора с сопротивлением R_C.

5.1. Исследование свойств конденсатора на переменном токе

Подключите к конденсатору источник синусоидального напряжения U_m =3…4 В и установите на экране один период изображения. Заполните таблицу наблюдений (табл. 1.4.).

Таблица 1.4

Наблюдают					Вычисляют
f, кГц	Um, В	Im, мА	0	xС ,Ом		С, нФ	0теор.
0,5	3,15	4,5	60	700		454	90
1,0	3,21	8,6	48	373,3		426	90
2,0	3,11	16,1	45	193,2		412	90

При выполнении расчетов руководствуйтесь следующим:

причем |z_С| = x_С = ;  = _u – _i = – 90⁰; С = ;  = 2f.

Подключите к конденсатору источник напряжения прямоугольной, а затем треугольной формы U_m = 2 В, f = 0,5 кГц; снимите осциллограммы напряжения и тока. Обоснуйте качественно искажения формы реакций с учетом ВАХ, схем замещения конденсатора и реального источника.

Прямоугольной Треугольной

Вывод: ВАХ характеристика для различных элементов электрических цепей различны, зависят от формы подаваемого напряжения и частоты.

ТГТУ. 210303.022 ПЗ

Изм.

Лист

№ Документа

Подпись

Дата

Разраб.

Шибин

ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

Лит.

Лист

Листов

Проверил

1

9

Реценз.

РТ гр. СРБ – 21

Н. контр.

Утвердил