
- •Исследование режима резонанса при параллельном соединении катушки индуктивности и конденсатора
- •Введение Общие указания и правила выполнения лабораторных работ
- •Составление протокола измерений
- •Составление отчета
- •Цель работы
- •1. Общие сведения
- •2. Содержание и порядок выполнения работы
- •Протокол измерений к лабораторной работе № 8 «Исследование режима резонанса при параллельном соединении катушки индуктивности и конденсатора»
- •Предварительные расчеты
- •3. Содержание отчета
- •4. Вопросы для самопроверки
Цель работы
Целью работы является исследование резонансных явлений и частотных характеристик электрической цепи, содержащей элементы R, L, С.
1. Общие сведения
В лабораторной
работе исследуются резонансные явления
в цепи, собранной по схеме
рис. 8.1. Резонанс
достигается изменением частоты
синусоидального
напряжения
.
Комплексная проводимость цепи
.
На частоте резонанса ω0 эквивалентная реактивная проводимость цепи В0=0. Получаем:
или
,
где
-
волновое
сопротивление
контура. Тогда резонансная частота
или
.
При резонансе комплексная проводимость
.
Подставим реактивное
сопротивление
,
тогда
.
Ток
при резонансе
.
Реактивные
проводимости катушки
и
конденсатора
равны.
Реактивные составляющие токов в ветвях катушки и конденсатора:
.
При
выполнении условия
реактивные токи
могут существенно превышать
ток
и в цепи возникает
резонанс
токов.
Добротность контура
.
Зависимости проводимостей G(f), B(f), GК(f), BK(f),
,
,
;
угла сдвига фаз
называются частотными характеристиками
цепи.
Зависимости от частоты действующих значений токов I(f), IK(f), IC(f) их активных и реактивных составляющих называют резонансными характеристиками.
2. Содержание и порядок выполнения работы
В лабораторной работе используют: источник синусоидального напряжения из модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР; измерительные приборы из блоков ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗЫ и МОДУЛЬ МУЛЬТИМЕТРОВ.
Параметры пассивных элементов задает преподаватель. Рекомендуемые значения представлены в табл. 8.1.
Таблица 8.1
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
L, мГн |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
C, мкФ |
10 |
6,8 |
6,8 |
4,7 |
4,7 |
3,3 |
Собрать электрическую цепь по функциональной схеме, приведенной на рис. 1П. Для снижения методической погрешности обмотка напряжения измерителя фазы подключена непосредственно к исследуемой цепи. Тумблер SA2 модуля ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗЫ установить в положение I2.
Проверить собранную электрическую цепь в присутствии преподавателя. До проверки преподавателем включать цепь категорически ЗАПРЕЩАЕТСЯ.
Заданные преподавателем величины пассивных элементов установить в блоке МОДУЛЬ РЕАКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ и записать в протокол измерений.
Выполнить
предварительные расчеты, указанные в
протоколе измерений: волновое сопротивление
контура
,
резонансная частота
,
резонансный ток
.
При расчете внутренним сопротивлением
RA мультиметра РР2
можно пренебречь, так как в диапазоне
частот
выполняется неравенство ХС
» RА.
Включить
автоматический выключатель QF
блока МОДУЛЬ
ПИТАНИЯ и
тумблер Сеть
модуля
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ
ГЕНЕРАТОР. Переключатель
Форма установить в положение ~.
Регулятором Амплитуда установить
величину действующего значения напряжения
U = 5-7 В. Убедиться, что
на частотах
и
токовая защита модуля не срабатывает
(при
определении частоты генератора показания
частотомера не нужно умножать на
множитель диапазона).
Действующее значение напряжения U
поддерживать постоянным во
всех опытах.
Экспериментально
определить частоту
при которой
.
Выполнить измерения
для указанных в табл. 1П протокола для
относительных частот
(f0 - частота резонанса
в эксперименте). Для измерения действующих
значений токов iк и ic
использовать мультиметры в режиме
измерения переменного тока (для
предела 40 мА RA =7,5 Ом).
Для переключения режима работы
переменный/постоянный ток используется
кнопка «A-/A~».
Протокол измерений утвердить у преподавателя.
Выключить тумблер Сеть модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР и автоматический выключатель QF блока МОДУЛЬ ПИТАНИЯ.