4. В каких случаях целесообразно применять метод узлового напряжения?

5. В чем состоит основное достоинство метода узлового напряжения?

6. Запишите соотношение для определения величины узлового напряжения в исследуемой цепи.

7. Как в исследуемой цепи при использовании метода узлового напряжения определить токи в ветвях? Запишите эти соотношения.

8. Что такое «внешняя характеристика» источника питания? Запишите уравнение внешней характеристики.

9. Что такое «потенциальная диаграмма»?

 

Работа № 3. ЧАСТОТНЫЕ СВОЙСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

1. Цель работы . Экспериментальное исследование частотных характеристик электрической цепи с последовательным соединением реактивных элементов.

2. Предварительное домашнее задание

 

2.1. Изучить тему «Цепь с последовательным соединением R-L-C; частотные свойства электрических цепей», содержание данной лабораторной работы и быть готовым ответить на все контрольные вопросы к ней. /Л1, 60-94; конспект лекционного курса/.

2.2 Начертить принципиальные схемы исследуемых цепей с включенными измерительными приборами.

3. Порядок выполнения работы.

3.1. Собрать электрическую цепь с последовательным соединением элементов (рис. 1) и установить С1 в положение (1…5) по указанию преподавателя. Предъявить собранную цепь для проверки преподавателю.

URK
ULK

 

3.2. Включить электропитание, установить на выходе генератора напряжение 6…7 В и изменяя частоту входного сигнала от 100 Гц до 400 Гц примерно через 50 Гц измерять входное напряжение U , активную мощность цепи Р ток в цепи I, напряжения на катушке индуктивности U к , конденсаторе Uc , а также угол сдвига фаз φ между входным напряжением U и током I. При этом обязательно обеспечить замер при резонансной частоте fрез для случая резонанса напряжений (угол сдвига фаз (φ =0). Результаты измерений занести в табл. 1. Выключить источник переменного напряжения.

 

             

Таблица 1

f,Гц                 fрез=  
U,B                    
Р,Вт                    
I,мА                    
φ,град                    
UК,B                    
UC,B                    

 

3.3. По результатам измерений для каждого значения частоты входного
сигнала рассчитать величину полного сопротивления цепи ZBX , активного
сопротивления цепи R, полного сопротивления катушки индуктивности ZK,
реактивного сопротивления цепи X, индуктивного XL и емкостного Хс, сопротивлений , величину индуктивности L, емкости С , а так же напряжения URК, и,. ULК (табл. 2).

3.4По результатам расчетов и измерений построить графики характеристик I=F(f), ZBX=F(f), UK=F(f), Uc=F(f), φ =F(f).

3.5Построить 3 векторные диаграммы: для начальной частоты, конечной частоты и для резонансной частоты.

Формулы для расчёта

полное сопротивление цепи

;

полное сопротивление катушки

;

активное сопротивление катушки

;

индуктивное сопротивление катушки

;

индуктивность катушки

,Место для формулы.

где ;

активная составляющая напряжения на катушке

;

индуктивная составляющая напряжения на катушке

;

емкостное сопротивление

;

емкость конденсатора

.

 

Реактивное сопротивление всей цепи -

 

               

Таблица 2

f,Гц                    
ZBX, Ом                    
RК, Ом                    
ZK, Ом                    
Х,Ом                    
ХОм                    
XC, Ом                    
L, мГн                    
С, мкФ                    
URК,B                    
ULК ,B                    

 

 

4. Содержание отчета

Отчет должен содержать:

а) наименование и цель работы;

б) электрические схемы проведенных экспериментов;

в) таблицы с результатами эксперимента;

г) экспериментальные характеристики и векторные диаграммы;

д) выводы о частотных свойствах исследованной цепи.

5. Контрольные вопросы

1. Почему при изменении частоты источника питания изменяется входное сопротивление цепи, содержащей реактивные элементы?