Исследование связанных колебательных контуров. Коэффициент связи при одинаковых параметрах катушек контура, страница 5

Для измерения тока и напряжения на входе цепной схемы и на выходе каждого её звена используются миллиамперметр (тестер) и электронный вольтметр, которые подключаются к гнёздам "I" и "U" соответственно. Переключатель "П" ставится в положение, которое соответствует входу нужного звена: так, для измерений на входе схемы переключатель находится в позиции "0", на выходе первого звена - в позиции "1" и т.д. Нормальное положение тумблеров № 1-8 - замкнутое; размыкается цепь только тем тумблером, вместо которого на время измерения включается миллиамперметр.

Рабочее задание

1. Прежде чем приступить к работе, включить в сеть (220 В) генератор синусоидальных сигналов и электронный вольтметр для предварительного прогрева.

2. Подключить цепную схему к выходным зажимам генератора, установить частоту генератора 150 Гц и напряжение 3-4 В. В дальнейших опытах напряжение на выходе генератора поддерживать неизменным.

3. Исследовать режим холостого хода, для чего поставить тумблер "Режим" в положение "х.х." и измерить распределение действующих токов и напряжений вдоль цепной схемы. Результаты измерений занести в таблицу и изобразить на графике.

4. Исследовать режим короткого замыкания, для чего поставить тумблер "Режим" в положение "к.з." и повторить измерения напряжений и токов, а также произвести записи в таблицу и построение графиков.

          5. Исследовать режим согласованной нагрузки. Тумблер "Режим" переключить в положение  "    ". Установить величину сопротивления нагрузки  равным модулю характеристического (волнового) сопротивления "линии". Произвести измерения токов и напряжений, записать результаты в таблицу и построить графики.

6. Выполнить те же измерения для случаев  или , то есть для произвольной нагрузки. Построить графики. Сделать вывод.

Методические указания и рекомендации

1. Цепная схема, состоящая из одинаковых симметричных четырёхполюсников, называется симметричной и однородной. Особенностями такой схемы являются: 1) характеристическое сопротивление цепной схемы равно характеристическому сопротивлению отдельного звена (), 2) затухание и коэффициент фазы цепной схемы, состоящей из  звеньев, в  раз больше соответствующих характеристик одного звена.

2. Отдельное звено исследуемой в данной работе схемы представляет собой фильтр нижних частот. П - образная схема идеального фильтра нижних частот приведена на рис.16.2. Такая схема получается, если пренебречь сравнительно малыми активным сопротивлением катушки и активной проводимостью конденсаторов. Принятое упрощение позволяет с достаточной точностью вычислить характеристическое сопротивление звена как номинальное характеристическое сопротивление фильтра нижних частот (характеристическое сопротивление при ), поскольку принятая в опыте частота 150 Гц много меньше частоты среза фильтра .

 

Рис.16.2

Программа домашней подготовки к выполнению работы

1. По учебным пособиям и конспекту лекций повторить или изучить следующие вопросы [1, § 10.2; 3, § 7.2; 4, § 11.22, 11.23, 11.25]:

- режим бегущих волн;

- режим стоячих волн;

- режим смешанных волн.

2. Заготовить бланк протокола с необходимыми схемами и таблицами. Здесь заготовить оси координат для графиков распределения действующих напряжений и токов вдоль цепной схемы для всех случаев.

3. Рассчитать характеристическое сопротивление звеньев .

Контрольные вопросы

1. В чём состоит различие между цепями с сосредоточенными и распределёнными параметрами?

2. Что характеризуют коэффициенты затухания и фазы?

3. Пояснить смысл характеристического сопротивления цепи с распределёнными параметрами.

4. Какой режим работы линии с распределёнными параметрами называется согласованным режимом?

5. Как объяснить волновой характер изменения действующих значений напряжения и тока в цепи с распределёнными параметрами в случае несогласованного режима?