Это сопротивление называется характеристическим сопротивлением резонансного контура, а отношение
r / R= Q
– добротностью резонансного контура
На рис.6.7.2б показаны графики изменения тока, напряжений на участках цепи и фазового сдвига при изменении частоты и неизменном приложенном напряжении в соответствии со следующими формулами:
I( w)= U/ Z (w); UL( w)= w LI( w); UC= I/ w C; φ= arctg[ w L-1/( w CR)].
Если Q>1, то при резонансе напряжения UL(w0) и UC(w0) превышают приложенное напряжение в Q раз.
![]() |
Рис. 6.7.2
При w<w0 цепь носит ёмкостный характер ( ток опережает напряжение на угол j), при w=w0 - активный, а при w>w0 - индуктивный (ток отстаёт от напряжения).
6.7.2 Экспериментальная часть
Задание
Снимите экспериментально частотные характеристики последовательного резонансного контура - R( w), X( w), Z( w), I( w), UL( w), UC( w) и j( w) - при Q>1.
Порядок выполнения работы
- Измерьте омметром активное сопротивление катушки индуктивности, указанной на схеме (рис.6.7.3).
.
R= Ом.
· Вычислите резонансную частоту, характеристическое сопротивление и добротность резонансного контура:
f0=1/2 p√( LC)= Гц; r=√( L/ C)= Ом; Q= r/ R= .
- Соберите цепь согласно схеме (рис.6.7.3), включив в неё в качестве измерительных приборов соответствующие гнёзда коннектора и считая сопротивление R сопротивлением катушки индуктивности. Добавочное сопротивление Rдоб на этом этапе примите равным нулю (Q>1). Подсоедините регулируемый источник синусоидального напряжения и установите его параметры: U=5 B, f=f0.
Рис. 6.7.3.
- Включите виртуальные приборы и по показанию фазометра настройте более точно резонансный режим, изменяя частоту приложенного напряжения. Сравните экспериментальную резонансную частоту с расчётной:
Экспериментальная f0= Гц.
Расчётная f0= Гц.
- Изменяя частоту от 0,2 до 2 кГц, запишите в табл.6.7.1 показания виртуальных приборов и по этим результатам на рис. 6.7.4. и 6.7.5. постройте графики частотных характеристик при добротности Q>1.
- Включите в цепь добавочное сопротивление Rдоб=100…330 Ом и убедитесь, что резонансная частота не изменилась, а ток и напряжения UL и UC при резонансе стали меньше.
Таблица 6.7.1.
f, Гц | R, Ом | X, Ом | Z, Ом | I, мА | UC, В | URL, В | j, град |
![]() |