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 | ||||||||||
ХLКОм | ||||||||||
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?