Порядок работы с электронной моделью цепи
4.1 Расчет параметров цепи
Схема исследуемой цепи последовательного контура приведена на рис.3.2. Параметры индуктивного и емкостного элементов зависят от номера заданного бригаде варианта Nвар: L = Nвар5 мГн , С = (5+Nвар )0,2 мкФ.
Другие параметры цепей:
0
= 1/
;
f0 = 0
/2 - угловая и
циклическая собственные частоты
идеального колебательного контура,
=
- характеристическое сопротивление
идеального колебательного контура.
Принять значение добротности последовательного контура Q = 3 и определить величину резистивного сопротивления в этой цепи: R = /Q.
4.2 Установка параметров цепи
В пакете Electronics Workbench открыть файл «Последов. контур.ewb». Выставить параметры элементов R, L, C в соответствии с вариантом задания. Задать параметры источника: действующее значение напряжения Uвх = 10 В, частота f = f0 (резонансный режим).
Входные провода от осциллографа должны быть подключены к таким потенциалам, чтобы наблюдать мгновенные значения напряжения источника и напряжения на резисторе (рис.3.2).
4.3 Исследование последовательного контура
«Включить» модель. Записать в таблицу по виду табл.3.1 показания всех приборов. По осциллографу определить: длительность периода входного напряжения Т, разность фаз (с учетом знака) колебаний входного напряжения и входного тока (напряжения на R ) цепи. Разность фаз рассчитывается через величину Т - смещение во времени колебаний двух функций времени.
Таблица 3.1
f |
Uвх |
UC |
UL |
UR |
Iвх |
T |
Т |
|
/0 |
I/I0 |
Гц |
В |
В |
В |
В |
А |
мкс |
мкс |
град. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Изменяя частоту источника в 5 раз сначала в сторону уменьшения, а затем в сторону увеличения от f0 (вблизи резонанса шаг изменения должен быть меньше, чем при удалении от него), записать в таблицу по 6-8 режимов в каждую сторону.
Изменив добротность Q последовательного контура в 3 раза (за счет изменения R) сначала в сторону увеличения, а затем в сторону уменьшения, провести аналогичные исследования, связанные с изменением частоты.
5 Обработка результатов исследований последовательного контура
5.1 По экспериментальным данным построить графики (в одних осях) зависимостей Iвх(), UC (), UL (), UR (), ().
5.2 Построить графики тех же зависимостей, но полученных путем расчетов, например в системе Mathcad.
5.3 По результатам измерений при разных значениях добротности Q последовательного контура построить в одних осях графики зависимости относительного значения тока I/I0 от величины относительного значения частоты /0 , где I0 - ток в режиме резонанса последовательного контура с заданной добротностью.
5.4 По результатам измерений построить векторные диаграммы токов и напряжений в резонансном режиме и при отклонениях от этого режима в одну и другую стороны.