5.2 Задание к выполнению работы

5.2.1 Собрать последовательный колебательный контур (см. рисунок 5.1). Предусмотреть измерительные приборы для измерения тока и напряжений на элементах контура. Установить напряжение на входе и параметры элементов согласно варианту задания (см. таблицу 5.1), сопротивление резистора R₁, соответствующее добротности Q₁=2.

5.2.2 Изменяя частоту входного напряжения от 0,1 f₀ до 2 f₀ ( включая f₀ , f_1гр, f_2гр ) снять зависимости , , для контура с добротностью Q₁=2. Результаты занести в таблицу 5.2.

5.2.3 Установить сопротивление резистора R₂ для добротности Q₂=4. Изменяя частоту входного напряжения, снять зависимость . Результаты занести в таблицу 5.2.

Рисунок 5.1

Таблица5.2

f, Гц	Q1=2					Q =4
	I ,мА	UC, B	UL,В	UR ,В		I, мА

5.3 Обработка результатов экспериментов

5.3.1 По экспериментальным данным (см. таблицу 5.2) построить резонансные кривые , , , и сравнить их с теоретическими кривыми. Экспериментально определить резонансную частоту f₀.

5.3.2 Построить на одном графике зависимости I/I₀=F(f/f₀) для двух добротностей Q₁ и Q₂ по данным таблицы 5.2 , по ним определить граничные частоты f₁, f₂, абсолютную и относительную полосы пропускания.

5.3.3 Рассчитать и построить график зависимости от частоты. Сравнить с теоретической кривой .

5.3.4 По экспериментальным данным определить добротность контура Q₁ и сравнить с заданным значением.

5.3.5 Построить в масштабе векторные диаграммы для частот f₀, f₁ , f₂.

5.4 Методические указания

5.4.1 При резонансе максимальный ток в цепи .

Сопротивление контура – минимальное .

В режиме резонанса

5.4.2 Добротность резонансного контура

,

где - характеристическое сопротивление контура.

Величина, обратная добротности контура, называется затуханием .

5.4.3 Резонансная частотность или .

5.4.4 Векторные диаграммы (см. рисунок 5.2):

а) до резонанса, когда

в) после резонанса, когда

с) при резонансе, когда

а) в) с)

Рисунок 5.2

5.4.5 Сдвиг по фазе между током и напряжением на входе контура вычисляется по экспериментальным данным по формуле

.

где R -активное сопротивление контура.

5.4.6 Ширину полосы пропускания последовательного колебательного контура можно найти как разность между граничными частотами f₂ и f₁,

.

Ширина полосы пропускания .

6 Лабораторная работа №6. Резонанс токов

Цель работы: экспериментальное исследование резонансных свойств параллельного колебательного контура.

6.1 Подготовка к работе

6.1.1 Повторить раздел курса ТЭЦ1 “Резонанс в электрических цепях. Резонанс токов”[Л.2 с.110-112, Л.6 с 140-147, Л. 8 с. 50-55].

Ответить на вопросы.

1) В каких электрических цепях возникает резонанс токов?

2) При каком условии в электрической цепи возникает резонанс токов?

3) Рассчитать резонансную частоту f₀ и добротность Q параллельного колебательного контура (без потерь и с потерями).

4) Построить частотные характеристики параллельного колебательного контура В_L(); В_C(); В()=В_L()-В_C().

5) Нарисовать кривые модулей входного сопротивления Z_вх(f) и входного тока I(f) в зависимости от частоты.

6) Рассчитать характеристическое сопротивление параллельного колебательного контура?

7) Как рассчитать ток на входе параллельного контура при резонансе?

8) Построить векторную диаграмму токов параллельного контура при резонансе.

9) Построить графики I(f), I_L(f), I_C(f), Z_вх(f), _ZВХ(f).

10) При каких значениях сопротивлений R₁ и R₂ возможен резонанс токов в параллельном колебательном контуре с потерями.

11) Для исследования параллельного колебательного контура с потерями (см. рисунок 6.2) сопротивления R₁ и R₂ подобрать так, чтобы R₁,

R₂  или R₁, R₂ .

12) Рассчитать резонансную частоту f_р (для рисунка 6.1 и рисунка 6.2). Найти частоты f₁ и f₂, при которых ток I_р в неразветвлённой цепи увеличивается в 1,41 раз.