ВМИС Лабораторная работа №1 вариант 7

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНФОРМАТИКИ и РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Кафедра ЭВМ

Лабораторная работа №1

Исследование простейших электронных схем

Вариант 7

Проверил: Выполнил:

Яночкин А. Л. студент гр. 021903

Кошелев В.И.

Минск 2012

Цель работы: Исследовать поведение емкости и индуктивности в цепях постоянного и переменного тока. Получить навыки работы с измерительными приборами. Научиться читать и собирать простейшие электронные схемы.

1. Емкость и индуктивность в цепях постоянного тока

Таблица 1

n/n	E1 источник питания(В)	C1 ёмкость(Ф)	R1 резистор(кОм)	I ток	U падение напряжения
1	4,5	2,2∙10-6	150	0	0
2	50	10∙10-9	5,1	0	0

Таблица 2

n/n	E1 источник питания(В)	L1 ёмкость(мГн)	R1 резистор(кОм)	I ток	U падение напряжения
1	4,5	150	150	35,5∙10-6	4,5
2	50	1500	5,1	9,854∙10-3	50

Вывод: При протекании постоянного тока в цепи с ёмкостью у неё оказывается бесконечно большое сопротивление. Поэтому на месте ёмкости условно возникает разрыв цепи т.е. ток дальше ёмкости не протекает, поэтому ток и напряжение на резисторе равно 0. В случае с катушкой индуктивности её сопротивление оказывается малым, поэтому она на параметры цепи не влияет и выходит, что падение напряжения на резисторе такое же как величина источника.

2.Конденсатор в цепях переменного напряжения

Таблица 3

n/n		Параметры								Осциллограммы
Серия №1. Частота переменного тока фиксирована, меняется емкость конденсатора
1		U1				4,5 В
		f				20 кГц
		C1				22 пФ
		R1				150 кОм
		IR1				11,6 мкА
1-2=2π/5
2		U1				4,5 В
		f				20 кГц
		C1				2200 пФ
		R1				150 кОм
		IR1				29,58 мкА
1-2≈0
3	U1			4,5 В
	f			20 кГц
	C1			22000 пФ
	R1			150 кОм
	IR1			29,49 мкА
1-2≈0
4	U1			4,5 В
	f			20 кГц
	C1			22 мкФ
	R1			150 кОм
	IR1			29,56 мкА
1-2=0
Серия №2. Емкость конденсатора фиксирована, меняется частота переменного тока
1		U1				4,5 В
		f				1 Гц
		C1				10000 пФ
		R1				150 кОм
		IR1				0,2849 мкА
1-2=π/2
2	U1				4,5 В
	f				1 кГц
	C1				10000 пФ
	R1				150 кОм
	IR1				29,31 мкА
1-2=7π/20
3		U1	4,5 В
		f	100 кГц
		C1	10000 пФ
		R1	150 кОм
		IR1	29,86 мкА
1-2=0
4	U1				4,5 В
	f				1 МГц
	C1				10000 пФ
	R1				150 кОм
	IR1				29,56 мкА
1-2=0

Вывод: Проведя моделирование схемы при постоянной частоте и изменяющейся емкости, были получены осциллограммы, которые показывают, что при увеличении ёмкости возрастает ток в цепи и при этом разность фаз графика на входе и графика на выходе уменьшается. Тоже самое происходит при постоянной ёмкости и изменяющейся частоте, а при частоте 1МГц и ёмкости 22мкФ разность фаз и вовсе равна 0.

2. Исследовать и сравнить свойства емкостей и индуктивностей в цепях постоянного и переменного напряжений

Таблица 4

n	Параметры										Осциллограммы
	Испытание №1. Частота переменного тока 100 Гц
1	E1		V1		3 В
			f1		100 Гц
	E2		V2		2 В
	С1					300 пФ
	R1					1 кОм
	V3					571,6 мкВ
	V4					-1,177 мкВ
	E1		V1		3 В
			f1		100 Гц
	E2		V2		2 В
	L1					50 мкГн
	R1					1 кОм
	V3					3 В
	V4					1,997В
Испытание №2. Частота переменного тока 100 кГц
2	E1	V1		3 В
		f1		10 кГц
	E2	V2		2 В
	С1			300 пФ
	R1			1 кОм
	V3			561,7 мВ
	V4			243,2 мкВ
	E1	V1		3 В
		f1		100 кГц
	E2	V2		2 В
	L1			50 мкГн
	R1			1 кОм
	V3			2,999 В
	V4			1,996 В

Испытание №3. Частота переменного тока 100 МГц
3	E1	V1	3 В
		f1	100 МГц
	E2	V2	2 В
	С1			300 пФ
	R1			1 кОм
	V3			3 В
	V4			4,699 мВ
	E1	V1	3 В
		f1	100 МГц
	E2	V2	2 В
	L1			50 мкГн
	R1			1 кОм
	V3			94,03 мВ
	V4			2 В

Вывод: На низких частотах конденсатор имеет большое сопротивление, а значит, на нем будет падать часть напряжения, он будет создавать значительные фазовые сдвиги (напряжение в цепи будет отставать от напряжения источника питания). При повышении частот сопротивление конденсатора уменьшается – уменьшается фазовый сдвиг, уменьшается падение напряжения на нём. При очень высоких частотах конденсатор ведет себя как перемычка. Так же стоит заметить, что конденсатор практически не пропускает постоянный ток.

Индуктивность на низких частотах имеет очень малое сопротивление – т.е. почти не изменяет параметров цепи. При увеличении частоты, у индуктивности увеличивается сопротивление, а значит, возрастает фазовый сдвиг(напряжение в цепи опережает напряжение источника питания) и увеличивается падение напряжения на ней. При очень больших частотах индуктивность перестает (практически) пропускать ток. Так же видно , что индуктивность пропускает постоянный ток – ведет себя как перемычка.

3. Исследовать схему делителя напряжения и освоить новые функциональные возможности сложных приборов

Таблица 5

№	Параметры		Осциллограммы
1	Uвх	10 В
	fвх	3 МГц
	R1	10 кОм
	R2	1 кОм
	Uвых	903,6 мВ

Выводы: напряжение на первом резисторе равно , а напряжение на втором резисторе . Ток, проходящий через резисторы, будет делиться пополам между ними, а поскольку значение сопротивлений отличается в 10 раз, то и напряжения будет отличаться в 10 раз. Значение напряжений и осциллограмма предоставлена в таблице 5.