Исследование реактивного двухполюсника

Лабораторная работа №98

«Исследование реактивного двухполюсника»

Цель работы: состоит в совершенствовании навыков исследования характеристик электрических цепей, в изучении свойств реактивных двухполюсников, влияния потерь на их характеристики, а также методов определения добротности элементов цепей.

Содержание работы

1.  Исследование частотной зависимости добротности катушки индуктивности  Q_L.

2.  Измерение добротности резонансного контура Q_K.

3.  Расчет частотной зависимости сопротивления Z = iX, заданного реактивного двухполюсника без учета потерь.

4.  Определение частотной зависимости сопротивления того же двухполюсника по данным измерения модуля Z(φ).

5.  Сопоставление характеристик двухполюсника, полученных теоретически и экспериментально.

6.  Составление схем двухполюсников эквивалентных и обратных заданному; расчет элементов для одной из схем.

Панель управления

Схемы

См. на следующей странице

1.Исследование добротности катушки

Z(ω) = R + jωL = jωL = 2πjfL

Если f = 0, то Z(ω) = 0                                                   │Z│= √ R²-X²

Если f→ ∞, то Z(ω) → ∞                                                φ = arctg (X/R)

R = 0 => φ = 90⁰; │Z│=│X│

2.   

Z(ω) = r₁ + jωL

Если ω = 0, то │Z│= r₁ φ = 0

Если ω→ ∞, то  │Z│= ωL → ∞   φ→90⁰          

Эта эквивалентная схема отображает добротность катушки на низких частотах.

Растут потери в обмотке поверхностного эффекта, эффекта близости, а также сильно возрастут потери в сердечнике (гистерезис и вихревые токи). Поэтому добротность на высоких частотах падает.

Для отображения добротности катушки на высоких частотах используется эквивалентная схема.

Для отображения добротности катушки в широком диапазоне используется следующая схема.

Тогда общая добротность будет выглядеть так:

φ = 2arctg (U_1-4/U_3-4)

Q_L = tg φ

X = ωL = 2πdL

R= √ Z ²-X²         Z = R + jX

Таблица измерений сопротивления двухполюсника при различных частотах.