- •Фгбоу впо национальный исследовательский университет
- •Лабораторная работа № 3 Моделирование длинной линии однородной цепной схемой
- •Москва 2012 Лабораторная работа № 3 Моделирование длинной линии однородной цепной схемой
- •Объект и задача моделирования
- •Теоретическая справка Аналитическое описание процессов в длинной линии
- •Связь уравнений цепной схемы с уравнениями длинной линии
- •Подготовка к работе
- •Вопросы для допуска студентов к работе и её защиты
- •Рабочее задание
Рабочее задание
Собрать цепочку четырехполюсников, установив перемычку К (рис.6). На вход цепи подать синусоидальное напряжение Uвх ≈2 В, частотой около 10 кГц. В режиме холостого хода определить частоту f таким образом, чтобы на 4 звене (от конца) был узел напряжения, т.е. U(4) ≈0. В дальнейшем f не менять. Сравнить экспериментальное значение частоты и значение, рассчитанное в п.1 Подготовки к работе.
f=______________ Гц.
Рис. 5
Выделить из цепочки один четырехполюсник - звено, сняв перемычку К. Измерить напряжение на входе и выходе звена в режиме холостого хода. По полученным данным вычислить коэффициент фазы В. Сравнить результат с рассчитанным в п.3 Подготовки к работе.
Используя электронный вольтметр и двулучевой осциллограф, измерить распределение действующего значения напряжения U(n) и его начальной фазы φ(n) вдоль цепочки в режиме холостого хода. Экспериментальные данные занести в таблицу. Нанести экспериментально полученные значения на график, построенный в п.6 Подготовки к работе. Для измерения φ(n) необходимо сначала подключить оба входа двулучевого осциллографа к точке 0. Отрегулировать кривые напряжения так, чтобы они совпадали. Между двумя максимумами установить по шкале осциллографа 8 см (8 клеток). Таким образом, по шкале абсцисс масштабный коэффициент
1 см/450. Такой масштабный коэффициент удобен для определения сдвига фаз между двумя кривыми напряжения.
При Zн=10 Ом и Zн=100 Ом измерить с помощью электронного вольтметра распределение действующего значения U(n). Экспериментальные данные занести в таблицу. Построить график распределения действующего значения напряжения, определить Umax и Umin. Рассчитать коэффициент стоячей волны и волновое сопротивление модели линии (если в конце линии Uн=Umin) или (если Uн=Umax). Сравнить экспериментальное значение волнового сопротивления и значение, рассчитанное в п.1 Подготовки к работе.
Выбрать из модуля резисторов в качестве ZС резистор с сопротивлением, близким к рассчитанному в п.4. Измерить распределение U (n) и φ(n) в режиме согласованной нагрузки при Zн= ZС. Экспериментальные данные занести в таблицу. Нанести экспериментально полученные значения на график, построенный в п. 4 Подготовки к работе. Для измерения φ(n) пользоваться указаниями п.3.
По результатам измерений п. 4 построить векторную диаграмму напряжений в точках соединения звеньев цепочки и годограф (геометрическое место концов вектора)
Выбрать из модуля конденсаторов конденсатор с емкостью, близкой к рассчитанной п.7 Подготовки к работе. Подключить к цепочке в качестве нагрузки. Измерить распределение действующего значения напряжения U (n) и φ(n) вдоль цепочки. Нанести экспериментально полученные значения на график, построенный в п. 8 Подготовки к работе.
Включить в конце цепочки RC нагрузку и убедиться, что ближним к концу линии экстремумом будет минимум напряжения.
Включить в конце линии RL нагрузку и убедиться, что ближним к концу линии экстремумом будем максимум напряжения.
Таблица экспериментальных данных
1 |
______В, f= ________ кГц . |
|||||||||||||||
2 |
=_______ В, =_______ В, В=_______ |
|||||||||||||||
3 |
n |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||||
, В холостой ход |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
φ(n), град холостой ход |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
4
|
, В Zн =10 Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Umax=_______ В, Umin=_______ В, КС =_______ , =________ Ом |
||||||||||||||||
, В Zн =100 Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Umax=_______ В, Umin=_______ В, КС =_______ , =________ Ом |
||||||||||||||||
5 |
, В согласованный режим: Zн= ZС |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
φ(n), град согласованный режим: Zн= ZС |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
7 |
, В емкостная нагрузка: Сн=_____ мкФ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
φ(n), град емкостная нагрузка: Сн=_____ мкФ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|