На стенде имеются катушки индуктивности (L=15 мГн), набор конденсаторов (С=0,01¸0,48 мкФ) и резисторов (R=27¸470×103 Ом). В качестве источника питания используется генератор звуковых частот. Измерения производятся с помощью блока “Измеритель мощности и фазы”.
Рабочее задание
1. Соберите схему рис. 3.1.
2. Поддерживая постоянным входное напряжение генератора (например, Uвх=5 В), снимите частотную характеристику I(f). Замеры произведите для 5 – 6 точек, изменяя частоту f в пределах 5…20 кГц. Оформите полученные результаты в виде таблицы. По результатам измерений вычислите индуктивность катушки L, приняв за истинное значение индуктивности среднее арифметическое из полученных значений. Постройте зависимости I(f), XL(f), Z(f). Причем активное сопротивление катушки Rк можно определить из опыта с помощью закона Ома, измеряя постоянный ток и напряжение на концах катушки.
3. Включите вместо катушки резистор R (рис. 3.2). Рекомендуемое сопротивление 820 Ом. Без записи показаний проведите опыт, аналогичный предыдущему (сохраняя неизменным напряжение источника). Сделайте заключение о влиянии изменения частоты на величину сопротивления резистора.
4. Вместо резистора включите в цепь конденсатор С (рекомендуется С=0,033 мкФ), рис. 3.3. Проведите те же наблюдения, что и в п.2. Вычислите Хс и емкость С для каждой частоты. Истинное значение емкости оцените как среднее арифметическое из полученных значений.
5. Соберите последовательную цепь, содержащую катушку, конденсатор и резистор (рис. 3.4). Установите напряжение Uвх=5 В и такую частоту f генератора, при которой согласно предыдущим опытам сопротивления ХL, ХС и R были бы соизмеримы (например, ~10¸15 кГц). Переключая штекер “Ш”, измерьте вольтметром потенциалы точек 4, 3, 2 относительно “нуля” генератора (используйте U1) и для каждой из этих точек измерьте разность фаз jU1-jI,
6. Постройте по полученным данным векторную диаграмму. По ней определите UC, UL. Оцените параметры цепи RК, L, C.
Рис. 3.1. Рис. 3.2.
Рис. 3.3. Рис. 3.4.
Лабораторная работа №4
Резонанс в электрических цепях
Цель работы: Экспериментально исследовать явление резонанса в контурах последовательного и параллельного питания при гармоническом воздействии.
Рабочее задание
1. Соберите схему рис. 4.1. Временно отключите генератор звуковых частот и вольтметр от схемы.
2. Установите, подключив вольтметр к выходным клеммам звукового генератора, напряжение Uвх=5 В при частоте 10 кГц. Восстановите подключение генератора и вольтметра к схеме.
3. Изменяя плавно частоту генератора, зафиксируйте резонансную частоту по максимальному напряжению на резисторе R.
4. Подключите к цепи двухлучевой осциллограф: первый канал – к входу цепи, второй к резистору R (фиксируется кривая тока). По кривым тока и напряжения на экране убедитесь в существовании резонанса (кривые должны совпадать по фазе).
5. Измерьте потенциалы пронумерованных точек схемы относительно ‘нуля’.
6. По результатам измерений постройте в масштабе методом засечек векторную диаграмму и вычислите с ее помощью значения силы тока I, напряжение на концах конденсатора и катушки Uc и Uк, емкость конденсатора, индуктивность катушки. Сравните со значениями указанными на панели стенда.
7. Соберите контур параллельного питания, используя ту же катушку и конденсатор, что в предыдущем опыте с последовательным контуром (рис. 4.2).
8. Напряжение на входе цепи сохраните Uвх=5 В.
9. Изменяя частоту напряжения генератора, настройте контур в резонанс, который фиксируется по максимальному входному току (или максимальному напряжению на резисторе R0).
10. Более точный выход на резонанс произвести с помощью двухлучевого осциллографа: первый канал его подключается к входной цепи, а второй – к резистору R0 (фиксируется кривая входного тока).
11. Измерьте в условиях резонанса ток IL в ветви катушки при заданном входном напряжении Uвх=5 В, включив амперметр в разрыв цепи. Измерьте напряжение на резисторе UR0 и напряжение на контуре Uконт.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.