З адание 1. Простые цепи

Схема 1-1, дифференцирующая RC-цепь.

Схема 1-2, интегрирующая RC-цепь.

С хема 1-3, дифференцирующая LR-цепь

Схема 1-4, интегрирующая LR-цепь.

1. Соберите данные схемы из компонентов с номиналами, использованными Вами при математическом моделировании, и подключите генератор с установленными значениями амплитуды и частоты гармонического сигнала, а именно при входном гармоническом сигнале = 2 B и частотах F=F_B; 0,5 F_B; 1,5 F_B.

2. Проведите с помощью вольтметра измерения входного и выходного напряжения. Полученные данные занесите в таблицу с расчётными данными.

Примечание:

При этом способе измерения параметров разность фаз определяется из фазовых диаграмм, используя то обстоятельство, что напряжения на реактивных элементах сдвинуты относительно тока на π/2, а на резисторе сдвиг фаз между током и напряжением равен 0.

В этом случае или с учётом знака. Напомним, что за положительное направление фазового угла берут направление против часовой стрелки (см. лекции).

Запомните мнемоническое правило для определения фазовой диаграммы токов и напряжения на реактивных элементах – это слово civil. Сочетание ci-v показывает, что вектор тока через конденсатор I_C повёрнут на π/2 против часовой стрелки относительно напряжения. А сочетание v-il показывает, что вектор тока через индуктивность I_L повёрнут на π/2 по часовой стрелке относительно напряжения.

3. Проведите измерения входных и выходных напряжений и разности фаз между ними с помощью осциллографа. Методика измерения разности фаз с помощью осциллографа изложена в Приложении. Занесите полученные данные в ту же таблицу.

В результате выполнения задания расчётные и экспериментальные данные должны совпасть в пределах допустимой погрешности, которая определяется, прежде всего, точностью изготовления компонентов. Определите эту допустимую погрешность для электрической цепи с двумя компонентами, используемыми в Ваших экспериментах.

Задание 2. Линейные цепи с двумя реактивными элементами.

Схема 2-1.

1. Соберите данную схему из компонентов с номиналами, использованными Вами при математическом моделировании, и подключите генератор с установленными значениями амплитуды и частоты гармонического сигнала, а именно при входном гармоническом сигнале = 2 B, а также частотах ω=6·10⁴ рад/с; 12·10⁴ рад/с.

2. Проведите с помощью вольтметра измерения падения напряжения на компонентах схемы, а также в узлах 1, 2, 3 относительно нулевого узла (земли). Полученные данные занесите в таблицу с расчётными данными.

Примечание: При этом способе измерения параметров фазовые углы определяются из фазовых диаграмм, аналогично заданию 1.

Учтите, что при данной конфигурации , = + , = + + .

3. Проведите измерения напряжений в узлах 1, 2, 3 относительно нулевого узла (земли) и разности фаз между ними с помощью осциллографа. Измерение разности фаз осциллографом проводите по методике, указанной в приложении.

4. Занесите полученные данные в ту же таблицу.

Примечание:

1. Учтите, что осциллограф позволяет измерять только напряжения в узлах 1, 2, 3 относительно земли (правило «земля – к - земле»). Если вы хотите измерить осциллографом напряжения на компонентах, то их следует переставить в схеме таким образом, чтобы нужный компонент был одним концом подсоединён к нулевому узлу – «земле». Но тогда соответственно изменятся напряжения .

2. Значения падения напряжения на компонентах схемы можно получить на осциллографе TDS-2002 с использованием кнопки 4 (MATH), как вычитание соответствующих напряжений в узлах.

В результате выполнения задания расчётные и экспериментальные данные должны совпасть в пределах допустимой погрешности, которая определяется, прежде всего, точностью изготовления компонентов. Определите эту допустимую погрешность для электрической цепи с тремя компонентами, используемыми в Ваших экспериментах.

С хема 2-2, параллельное соединение реактивных элементов (на выбор одну из предложенных схем)

1. Соберите выбранную вами для расчётов схему из компонентов с номиналами, использованными Вами при математическом моделировании, и подключите генератор с установленными значениями амплитуды и частоты гармонического сигнала. Измерения провести при входном гармоническом сигнале = 2 B, а также частотах

ω=6·10⁴ рад/с; 12·10⁴ рад/с.

2. Проведите измерения входных и выходных напряжений и разности фаз между ними с помощью осциллографа. Занесите полученные данные в ту же таблицу.

В результате выполнения задания расчётные и экспериментальные данные должны совпасть в пределах допустимой погрешности, которая определяется, прежде всего, точностью изготовления компонентов. Определите эту допустимую погрешность для электрической цепи с тремя компонентами, используемыми в Ваших экспериментах.

Схема 2-3, метод эквивалентного источника.

1. Соберите данную схему из компонентов с номиналами, использованными Вами при математическом моделировании, и подключите генератор с установленными значениями амплитуды и частоты гармонического сигнала, а именно при входном гармоническом сигнале = 2 B, а также частотах ω=6·10⁵ рад/с; 12·10⁵ рад/с.

2. Устройте разрыв а-b и определите напряжение холостого хода с использованием осциллографа (измеряя амплитуду и разность фаз).

Примечание: потенциал узла b равен 0, так как по ветви b-0 ток не идёт.

3. О пределите ток короткого замыкания по схеме с использованием осциллографа.

4. Полученные данные занесите в таблицу и рассчитайте значения Z и тока в индуктивности.