ИССЛЕДОВАНИЕ УСТАНОВИВШЕГОСЯ СИНУСОИДАЛЬНОГО РЕЖИМА В ПРОСТЫХ ЦЕПЯХ Цель работы- практическое озн
Работа добавлена на сайт samzan.net:
РАБОТА № 2-3
.
ИССЛЕДОВАНИЕ УСТАНОВИВШЕГОСЯ СИНУСОИДАЛЬНОГО
РЕЖИМА В ПРОСТЫХ ЦЕПЯХ
Цель работы: практическое ознакомление с синусоидальными режимами в простых RL- , RC- цепях.
Подготовка к работе
При анализе электрических цепей в установившемся синусоидальном режиме важно твердо усвоить амплитудные и фазовые соотношения между токами и напряжениями элементов цепи. Необходимо помнить, что ток в резистивном элементе совпадает по фазе с напряжением, ток в индуктивности отстает, а в емкости опережает напряжение на четверть периода.
Следует учитывать, что комплексное сопротивление индуктивности и емкости есть функция частоты:
;
Функцией частоты являются, следовательно, и комплексные сопротивления RL-, RC- и RLC-цепей. Так, для RLC-цепи, изображенной на рис.,1,в комплексное сопротивление
а Рис.1 б в
Реактивная составляющая этого сопротивления равна разности модулей индуктивного и емкостного сопротивлений и поэтому может принимать различные знаки: если она положительна, реакция цепи имеет индуктивный характер, если отрицательна, емкостный, если обращается в нуль, цепь будет находиться в состоянии резонанса.
Как модуль и аргумент комплексного сопротивления
; = аrctg,
так и определяемые ими по закону Ома действующее значение и начальная фаза тока
;
существенно зависят от соотношений индуктивного и емкостного сопротивлений.
Токи и напряжения цепи в установившемся синусоидальном режиме наглядно представляют с помощью векторной диаграммы. Такая диаграмма для RLC - цепи приведена на рис.1.2,а, где рассматривается случай =-45°, т.е. ток I опережает напряжение на 45°, что соответствует емкостной реакции и временной диаграмме, представленной на рис .1.2,б.
а б
Рис..2
Описание лабораторного стенда
Стенд предназначен для проведения исследований простейших электрических цепей, содержащих R,L,C- элементы, катушки индуктивности со взаимоиндукцией. а также влияния формы сигналов на их спектральный состав. На лицевой панели лабораторного стенда приведены его упрощенные схемы и расположены индикаторы и кнопки управления. Стенд помимо исследуемых цепей содержит встроенные генератор входного сигнала и мультиметр, позволяющий измерять действующие значения токов и напряжений элементов схем.
Подключение мультиметра к необходимой контрольной точке исследуемой схемы осуществляется с помощью кнопок, расположенных под жидко кристаллическим дисплеем (ЖКД), отображающим номер пункта выполняемой работы, измеряемую величину и ее значение. Средняя кнопка предназначена для выделения информации, относящейся к выполняемому пункту исследований, левая и правая кнопки позволяют "перелистывать" страницы дисплея вперед и назад в пределах этого пункта.
Генератор формирует сигналы требуемой формы, которые индицируются соответствующими светодиодами. Частота генератора может дискретно меняться от 100 Гц до 20 кГц с шагом 100 Гц с помощью соответствующих кнопок. Форма выходного сигнала устанавливается автоматически в соответствии с выполняемым пунктом исследований.
Управление переключателями S1…S5 осуществляется с помощью кнопок управления, расположенных в правой части лицевой панели, однократным нажатием на кнопку и удержанием ее в течение 0,5 сек. Текущее состояние любого переключателя индицируется зажиганием соответствующего светодиода.
Подключение двухлучевого осциллографа осуществляется посредством высокочастотных разъемов, расположенных на задней панели стенда.
Экспериментальные исследования
Включить лабораторную установку и осциллограф. Кнопкой "ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА" включить схему №1 лабораторного стенда, при этом в поле включенной схемы должен гореть хотя бы один светодиод, а на экране ЖКД в правой верхней части лицевой панели появится надпись, указывающая на работоспособность встроенного мультиметра. На светодиодном индикаторе установки частоты генератора входного сигнала высветится текущее значение частоты. Нажимая кнопки управления ЖКД, следует ознакомиться с порядком вывода на него информации.
1.1. Исследование установившегося синусоидального режима в RL- и RC –цепях
а б
Рис..3
Соберите схему изображенную на рис..3.а. (переключатель S1-замкнут, о чем свидетельствует горящий светодиод, а S2, S3 и S4 –разомкнуты). Изменяя частоту встроенного генератора, снимите частотные характеристики токов и напряжений элементов схемы, заполнив следующую таблицу.
Таблица 1
|
f |
кГц |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
15 |
18 |
20 |
|
Uвх |
B |
|||||||||
|
Iвх |
mA |
|||||||||
|
UR |
mB |
|||||||||
|
UC |
В |
По трем частотным точкам ( f=10 кГц,15 кГц и 20 кГц ) определите величины элементов R и С, постройте векторную диаграмму токов и напряжений для данной схемы и определите угол сдвига фаз между входным током (Iвх ) и входным напряжением (Uвх ), т.е.tgφ.
Далее с помощью преподавателя подключите двухлучевой осциллограф к выходам схемы и посмотрите осциллограмму входного напряжения и тока исследуемой цепи. Укажите, где кривая тока, а где напряжения и изменяя частоту генератора проследите изменение величины угла φ.
Затем соберите схему, изображенную на рис.
.3,б, (S2- замкнут, S1, S3 и S4- разомкнуты) и повторите все вышеперечисленные операции.
В отчете привести:
1)рисунки схем цепочек LC и RC
2)две таблицы измеренных данных
3)величины рассчитанных элементов схем R, C, L и φ
4)ответы на контрольные вопросы
Литература
- Л.С.Жданов, В А Маранджян. Курс физики для средних учебных заведений.т2 стр 295 – 305.
- Н.И. Кошкин и М. Г. Ширкевич. Справочник по элементарной физике. «Наука»изд.5-е Москва 1972г стр171 – 174.
Контрольные вопросы
1 Составить таблицу формул для полного сопротивления цепи Z и сдвига фаз tgφ между напряжением и током при различных способах включения активного сопротивления R, ёмкости С и индуктивности L. Рассмотреть случаи:
1) R и С включены последовательно
2) R и С включены параллельно
3) R и L включены последовательно
4) R и L включены параллельно
5) R, L и С включены последовательно
2. Двенадцать принципов производительности.html
3. 30 25 36 34 190 80 Сухая где.html
4. на тему Студента ки
5. GEOFBOOKCOM Только лучшие книги для Вас Книга была найдена в архивах открытого доступа сети Internet или прис
6. Кто такие варяги
7. НЭБ и его место в системе экономических наук
8. Право хозяйственного ведения и право оперативного управления понятие содержание
9. тематика Раздел- Теория вероятностей математическая статистика и случайные процессы Выпуск 8
10. 3 Безопасность жизнедеятельности
11. Тактика предявлення для впізнання живих осіб
12. тема відліку це сукупність матеріальних точок нерухомих одна відносно одної відносно яких розглядається
13. Завдання на практичне заняття На підставі індивідуального завдання таблиця 8
14. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к курсовой работе ПЕРЕДАЧА И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ Выполн
15. Три народных принципа и Три политические установки Сунь Ятсена
16. Bene dignosc~tur bene cur~tur ~ Хорошо распознается хорошо и лечится; хорош диагноз ~ хорошо лечение
17. Транспортна система України
18. використання і управління інформацією з метою набуття конкурентоздатної переваги над супротивником.
19. IIIIVV пальцев левой руки рубцовосгибательная контрактура I II III IV V пальцев левой руки
20. Реферат- Влияние освещения на условия труда