лаборотория. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТ1. Лабораторная работа исследование резонанса напряжений
 Скачать 114.64 Kb.
|
|
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЗОНАНСА НАПРЯЖЕНИЙ Цель работы. Изучение и экспериментальное исследование резонанса в цепи с последовательным соединением катушки индуктивности и конденсатора. Краткие теоретические сведения. Резонансом называют такой режим работы пассивной цепи, при котором входной ток совпадает по фазе с входным напряжением, несмотря на наличие в цепи реактивных элементов. Если цепь представляет собой последовательное соединение двухполюсников, содержащих реактивные элементы разного характера, то возникновение резонанса объясняется взаимной компенсацией реактивных составляющих напряжений на этих двухполюсниках. В этом случае говорят о резонансе напряжений. 4. ПРАКТИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ  Рис.4. Схема Таблица 2. Зависимость тока и напряжений на индуктивности и ёмкости от частоты при r1=0
Таблица 3. Зависимости тока и напряжений на индуктивности и ёмкости от частоты при r1<>0
Частотные характеристики Xc(f), XL(f), ZK(f). Реактивные сопротивления ёмкости и индуктивности и полное сопротивление цепи определяются по формулам:   Рис. 5. Зависимость реактивных сопротивлений элементов и полного сопротивления цепи от частоты. Таблица 4. Зависимость реактивных сопротивлений элементов и полного сопротивления цепи от частоты при r1=0.
Характеристическое сопротивление r. Характеристическое сопротивление контура определяется по точке пересечения частотных характеристик на частоте 142 Гц. В точке пересечения реактивные сопротивления катушки индуктивности и ёмкости равны между собой и составляют примерно 210-220 Ом. Теоретическое расчётное значение характеристического сопротивления и экспериментальное значение совпадают с достаточной точностью. Резонансные характеристики контура I(f), UK(f), UC(f):  Рис.6. Зависимость тока от частоты сигнала  Рис.7. Зависимость напряжения на реактивных элементах от частоты сигнала Определение добротности Q: а) При r1=0 По напряжениям на катушке индуктивности и ёмкости в момент резонанса. f0=142 Гц  ;  По ширине полосы пропускания резонансной кривой тока на уровне I=0,7×I0=0,7×87= 60 мА.  б) При r1=50 Ом По напряжениям на катушке индуктивности и ёмкости в момент резонанса f0=142 Гц.  ;  По ширине полосы пропускания резонансной кривой тока на уровне I=0,7×I0=0.7*53= 36 мА.  По отношению характеристического и активного сопротивлений контура.  Векторная диаграмма тока и напряжений для частоты f  f=130 Гц, mU=2 В/см. Векторная диаграмма тока и напряжений для частоты f=f0  f=142 Гц, mU=2 В/см, Ur1=U Векторная диаграмма тока и напряжений для частоты f>f0  f=150 Гц, mU=2 В/см Таблица 5. Зависимости тока и напряжений на катушке и конденсаторе от ёмкости (f=100 Гц).
 Рис. 8 Частотные характеристики тока и напряжений последовательного контура на частоте 100 Гц при изменении ёмкости ВЫВОД Последовательный контур представляет собой электрическую цепь, состоящую из последовательно соединённых активного сопротивления, ёмкости и индуктивности. Резонанс напряжений в последовательной цепи возникает на частоте, при которой реактивные сопротивления ёмкости и индуктивности равны. На резонансной частоте сопротивление последовательного контура минимально и равно активному сопротивлению цепи. Падения напряжений на ёмкости и индуктивности и ток в цепи достигают максимальных значений. На частотах, ниже резонансной, сопротивление последовательного контура имеет ёмкостной характер. На частотах, выше резонансной, ¾ индуктивный характер. Добротность последовательного контура зависит от величины активного сопротивления и возрастает с уменьшением сопротивления. Резонанс напряжений в последовательном контуре достигается изменением реактивных параметров схемы или частоты сигнала. Изменение ёмкости ¾ наиболее применяемый способ достижения резонанса. |