Физика \ Электричество и магнетизм

Изучение электрических процессов в простых цепях (Лабораторная работа № 9), страница 2

При w=0         Zвх=R              j=0

При w=wгр      Zвх=RÖ2          j=450

При w=¥        Zвх=¥              j=900

Кривые Zвх=f(w) и jzвх=f(w) RL - цепи показаны на рисунке 9.5, а, б.

Рисунок 9.5

Комплексная передатотчная функция цепи по напряжению .

Коэффициент передачи цепи К и угла сдвига фазы j выражается формулами:

             (9.11)

     (9.12)

ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ

КассетаФПЭ-09/ПИ, источник питания, генератор, осциллограф.

ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ

На плате ФПЭ-09 установлены элементы: активные сопротивления R1 и R2 реактивные емкость С и индуктивность L также плата коммутатора AI (см.рис.9.6.)

Рисунок 9.6

На передней панели установлены 3х- кнопочный переключательS1 позволяющий исследовать колебания в трех различных целях: в цепи, содержащей активные сопротивления R1 и R2, активное сопротивление R2 и емкость С; активное сопротивление R2 и индуктивность L1.

Входной сигнал от генератора, амплитудой до 3 В и частотой в пределах 20-100 кГц подается на гнезда XI,Х2. Осциллограф подключается к выходным гнездам ХЗ,Х4,Х5.

Для определения сдвига фаз и разности амплитуд сигналов, поступающих на вход цепи и снимаемых с выхода, используется коммутатор А1, который позволяет наблюдать на экране осциллографа одновременно входной сигнал и выходной, снимаемый с сопротивления R2. Для получения устойчивого изображения на экране осциллографа с гнезда ХЗ снимается сигнал на вход «синхронизации» осциллографа.

Рисунок 9.7

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ.

  1. Согласно рис. 9.6 к кассете ФПЭ – 09 подключите источник питания через разъем, осциллограф и генератор. Переключателем S11 включите сопротивление R1, C1 и L1 выключены. Получите схему рис 1.1. Рассчитайте коэффициенты передачи имея в виду, что R1=470 ом, R2=51 ом. Получите этот же результат опытным путем, сравните. Обратите внимание, что сдвиг фаз между входным U1 и выходным напряжением U2 – отсутствует.
  2. Выключите сопротивление R1 и включите емкость C1. Получите схему рис. 9.2. Снимите входные АЧХ и ФЧХ и Zвх; . Для этого напряжение U1 следует поддерживать постоянным не более 3 В, устанавливать частоты f, при которых модуль коэффициента передачи принимает значения К=0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9. сдвиг фаз определить для всех схем включения исходя из рис. 9.7. Результаты измерений и экспериментальные данные занести в таблицу 9.1.

Таблица 9.1

Условие включения

Получено при эксперименте

Вычислено

Построить ФЧХ, АЧХ

R1R2

U2

K

L

R2L

R2C
  1. Выключить емкость C1 и включить индуктивное сопротивление L1. Определить опытным путем коэффициент передачи К.  Зная R2 и К определить индуктивность тороида L1.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

  1. Знать фазовые соотношения в простых цепях с реактивными элементами между входным и выходным напряжением.
  2. Уметь находить расчетным путем коэффициент передачи в простых цепях.
  3. Уметь пояснить АЧХ и ФЧХ простых цепей.
Скачать файл