Экспериментальная проверка законов электрических цепей. Исследование цепи синусоидального тока со взаимной индуктивностью, страница 4

9. Построить векторную диаграмму токов и топографическую диаграмму напряжений для случая резонанса токов.

10. Используя номинальные данные элементов и заданное напряжение источника, рассчитать токи и потенциалы выбранных точек и построить векторную диаграмму токов и топографическую диаграмму напряжений, сравнить ее с диаграммой, построенной по экспериментальным данным.

11. Снять частотные характеристики для цепи (рис.8.11). Значения емкости и индуктивности использовать из опыта 8. При регулировании частоты источника следить за тем, чтобы напряжение на входе цепи оставалось постоянным. Результаты измерений токов в емкости, на индуктивности и в неразветвленной части занести в протокол:

Построить на одном графике зависимости токов от частоты: I = f(f), I_L = f(f),
I_C = f(f). Сделать выводы по работе.

8.5. ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ
С ПЕРИОДИЧЕСКИМИ НЕСИНУСОИДАЛЬНЫМИ ТОКАМИ
И НАПРЯЖЕНИЯМИ

Цель работы: экспериментально проверить реакции линейных цепей на несинусоидальное напряжение, а также приобрести навыки расчета цепей несинусоидального тока с помощью рядов Фурье. Исследовать реакции простейших электрических цепей на несинусоидальное напряжения на входе.

Используемое оборудование: источник несинусоидального напряжения, блок переменной индуктивности (БПИ), два резистора, конденсатор, миллиамперметр и осциллограф.

Порядок выполнения работы

1.Собрать цепь из двух последовательно включенных резисторов (рис. 8.12). В цепи сопротивления соответственно равны: R1 = 51 – 82 Ом;  R2 = 300 – 750 Ом. Подать на вход цепи напряжение треугольной или прямоугольной формы (по указанию преподавателя) и с помощью осциллографа убедиться, что форма тока в цепи повторяет форму входного напряжения.

2. Собрать цепь из резистора и последовательно включенного с ним конденсатора (рис. 8.13). При этом R2 = 300 – 750 Oм, С = (0,1 – 0,5) мкФ. С экрана осциллографа зарисовать форму кривой напряжения на входе и тока в цепи. Осциллограммы необходимо снять для двух-трех значений частоты напряжения источника, изменяя ее в пределах 1 – 5 кГц.

3.Соединить последовательно сопротивление и индуктивность(рис. 8.14). В качестве катушки использовать блок переменной индуктивности, на котором набрать
30 – 50 мГн, а сопротивление резистора выбрать в пределах 51 – 82 Ом. Снять осциллограммы тока в цепи для двух-трех значений частоты входного напряжения. Сделать выводы по изменениям формы тока в зависимости от частоты и наличии в схеме индуктивности или емкости.

4. Собрать цепь последовательного резонансного контура (рис. 8.15). Катушку индуктивности взять из предыдущего опыта, а емкость выбрать в пределах 0,1 – 0,5 мкФ. Установить переключатель на блоке переменного напряжения в положение синусоиды, а амплитуду напряжения 15 – 20 В.

Изменяя частоту питающего напряжения, добиться в цепи резонанса по максимуму тока в цепи. Измерить в режиме резонанса ток, напряжение на входе и напряжения на индуктивности и емкости. Вычислить параметры катушки, считая конденсатор идеальным и учитывая, что при резонансе I = U / Rk

5. Собрать одну из цепей (рис. 7.16) по указанию преподавателя. Параметры цепей: R1 = 51 – 82 Ом; R2 = 300 – 750 Ом (в цепи (рис. 8.16 ,б) R2 = 100 – 200 Ом). Емкость и индуктивность те же, что в предыдущих опытах. Установить на входе напряжение U = 14 – 22 В и частоту f = 1 – 2 кГц.

Форма напряжения задается преподавателем. Зарисовать осциллограммы напряжения и тока источника (форма тока снимается с резистора R1). Амплитуда тока может быть определена путем предварительной калибровки осциллографа подачей на него синусоидального напряжения известной амплитуды (Im = Um/R1). Измерить действующее значение входного тока в цепи с помощью миллиамперметра.