У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.net

ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЗОНАНСНЫХ ЦЕПЕЙ

Работа добавлена на сайт samzan.net: 2016-03-13

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 6.4.2025

Череповецкий Государственный Университет

Институт информационных технологий

Кафедра информационной безопасности

Электротехника

Отчёт

По Лабораторной Работе № 2

«ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЗОНАНСНЫХ ЦЕПЕЙ»

                                                                                   Выполнил студент группы 1ИБ-110

Екимов М.А.

 

                                                                    

                          Преподаватель: Кузьмин А.А.

                                                                                   Отметка о зачёте: ____________                                                                                                 

Череповец

2012 г.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Приобрести практические навыки исследования:

  •  резонанса напряжения в последовательном колебательном контуре;
    •  резонанса тока в параллельном колебательном контуре;
    •  амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) резонансных цепей.

ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

В комплект лабораторной установки входят:

  •  Осциллограф универсальный GOS - 620FG со встроенным многофункциональным генератором;
  •  Макет лабораторной установки – плата «Линейные цепи» с RLC элементами (рис. 2.5), штриховыми линиями показаны места возможной установки перемычек;
  •  Комплект соединительных проводов и перемычек.

Примечание: осциллограф универсальный GOS - 620FG может быть заменен другим двулучевым осциллографом и генератором низкочастотных сигналов типа Г3 - 33.

ЗАДАНИЕ НА ЛАБОРАТОРНУЮ РАБОТУ

  1.  Теоретически рассчитать параметры последовательного и параллельного контуров (R1, R2 – сопротивления нагрузки для ГНЧ).
  2.  Экспериментально получить параметры последовательного и параллельного контуров.
  3.  Исследовать влияние различных факторов на амплитудно-частотные характеристики последовательного и параллельного контуров.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Порядок выполнения 1 пункта задания.

  1.  Практическое исследование характеристик последовательного и параллельного контуров (рис.2.6).

  1.  Рассчитаем характеристики последовательного и параллельного колебательных контуров, используя  номиналы элементов R1, R2, C1 (см. плату «Линейные цепи»),  значение индуктивности L1 возьмём из результатов экспериментального определения в лабораторной работе №1 (внутреннее сопротивление генератора входного сигнала равно 600 Ом):
  •  резонансную частоту f0;
  •  характеристическое сопротивление ρ;
  •  добротность Q;
  •  резонансное сопротивление  RРЕЗ;
  •  полосу пропускания 2Δω.

Результаты расчетов занесём в табл. 2.1. В графы АЧХ и ФЧХ запишем соответствующие аналитические выражения.

Таблица 2.1

Тип контура

f0,кГц

,Ом

Q

2Δω, кГц

RРЕЗ, Ом

АЧХ

ФЧХ, град

Последов. (R2)

471

0,338

0,0187

158175,4

18

0,707

0,707

45

-45

Паралл. (R1)

0,00338

875112,4

0,0014

  1.   Для обоих контуров (последовательный контур – для R2, параллельный – для R1) построим на отдельных графиках амплитудно-частотную  и фазо -частотную  φ(ω) характеристики для различных значений относительных частоты /ωР, табл. 2.2.

Таблица 2.2

Тип

контура

Характеристики

Δ/ωР

0,05

0,1

0,25

0,5

1

2

4

Парал-

лельный

0,9999

0,9999

0,9998

0,9994

0,9977

0,9909

0,9653

-0,1937

-0,3874

-0,9685

-1,9364

-3,8684

-7,7019

-15,1352

После-

дователь-

ный

0,9998

0,9993

0,9956

0,9828

0,9361

0,7995

0,5541

1,0759

2,1510

5,3643

10,6363

20,5862

36,9139

56,3522

  1.  Порядок выполнения 2 пункта задания.

Экспериментальное снятие характеристик последовательного и параллельного контуров

2.1. Подготовим многофункциональный осциллограф к работе в двухканальном режиме: установим органы управления каналами Х и Y осциллографа в начальное положение (параметры канала развертки сигнала и синхронизации – в положение, обеспечивающее устойчивое наблюдение гармонического сигнала; внешние делители напряжения  установим в положение 1:1).

  1.  Соберём, используя плату «линейные цепи», комплект соединительных проводов и перемычек, схему последовательного колебательного контура (рис. 2.7):
  2.  установим перемычку в положение К1 - К2, перемычки К3 – К4  и К5 – К6 снимем;
  3.  выход встроенного генератора нижних частот (далее ГНЧ) подсоединим к Г4  (К6), а корпусной провод к К3;
  4.  вход канала Х подключим к К2  (Г2) или К1 (Г1), а корпусной провод к К3;
  5.  вход канала Y подключим к К6  (Г4) , а корпусной провод к К3
  6.  мультимер, подготовленный для измерения малых переменных напряжений, подключим к  К2, К4.

  1.   На встроенном ГНЧ включим режим генерирования гармонического сигнала. С помощью органов управления генератором (амплитуда, частота, переключатель диапазонов), а также органов управления каналами осциллографа (входные встроенные делители, множитель разверток, уровень запуска, вид синхронизации) добьёмся устойчивого наблюдения сигналов по обоим каналам.
    1.   Изменяя частоту сигнала в сторону увеличения, убедимся, что в последовательном контуре наблюдается резонанс напряжений.
    2.   С помощью ручки «установка частоты» (при необходимости использовать переключатель диапазонов) установим такое значение, при котором и по показаниям мультимера, и по показаниям канала Х осциллографа наблюдается резонанс напряжения.  По экрану осциллографа измерим частоту входного сигнала, а также амплитуду напряжения на емкости. Сравним полученные значения с показаниями мультимера. Данные занесём в центральную графу табл.2.3.

UРЕЗ(осцилл) = 0,77В;   UРЕЗ (м-мер) = 0,75В.   

Таблица 2.3

Последовательный колебательный контур

Частота сигнала, f(кГц)

688

713

732

f0 = 745

773

800

839

Относительная амплитуда Um/UРЕЗ  сигнала, (В)

0,7

0,8

0,9

1

0,9

0,8

0,7

Разность фаз сигналов Δφ

-

-

-

Δφ= 0

-

-

-

  1.  Уменьшая частоту входного сигнала, добьёмся уменьшения амплитуды напряжения на емкости до уровня 0,9 от максимального, при этом амплитуда входного сигнала должна поддерживаться постоянной.
    •  измерим по экрану осциллографа частоту сигнала;
    •  измерим разность фаз путем сравнения сигналов по каналам;
    •  данные занесём в табл.2.3;
    •  повторим измерения для указанных в таблице относительных амплитуд сигналов на емкости.

Последовательный колебательный контур

Частота сигнала, f(кГц)

529

598

705

f0 = 886

-

-

-

Относительная амплитуда Um/UРЕЗ  сигнала, (В)

0,7

0,8

0,9

1

0,9

0,8

0,7

Разность фаз сигналов Δφ

-

-

-

Δφ= 0

-

-

-

  1.   Построим экспериментально полученные графики АЧХ и ФЧХ последовательного колебательного контура.

  1.   По результатам эксперимента определим:
  2.  значение характеристического сопротивление контура;

= 56,146 Ом

  1.  добротности контура;

Q = 3,12

  1.  полосы пропускания контура.

= 948,28 кГц

  1.  Сделаем выводы по результатам эксперимента.

Теоретические и экспериментальные данные характеристического сопротивления, добротности и полосы пропускания контура не совпадают из-за больших погрешностей приборов, но из опыта видно, что наблюдается резонанс напряжений. ФЧХ не смогли рассчитать, поскольку прибор не позволял сделать это.

  1.  Соберём, используя плату «линейные цепи», комплект соединительных проводов и перемычек, схему параллельного колебательного контура (рис. 2.8):
  2.  установим перемычку в положение К1 - К2, перемычки К3 – К4  и К5 – К6 снимем;
  3.  выход встроенного генератора нижних частот подсоединим к Г3  (К5), а корпусной провод к К1 (Г1);
  4.  вход канала Х подключим к К4 или К3, а корпусной провод к К1;
  5.  вход канала Y подключим к К5  (Г3) , а корпусной провод к К1 или К2.

мультимер, подготовленный для измерения малых переменных токов подключим между К3 и К4.

  1.   На встроенном ГНЧ включим режим генерирования гармонического сигнала. С помощью органов управления генератором (амплитуда, частота, переключатель диапазонов), а также каналами осциллографа (входные встроенные делители, множитель разверток, уровень запуска, вид синхронизации) добьёмся устойчиво наблюдения сигналов по обоим каналам.
    1.  Изменяя частоту сигнала в сторону увеличения, убедимся по показаниям мультимера, что в параллельном колебательном  контуре наблюдается резонанс токов.
    2.  С помощью ручки «установка частоты» (при необходимости использовать переключатель диапазонов) установим такое значение частоты сигнала, при котором и по показаниям мультимера в контуре наблюдается резонанс токов.  По экрану осциллографа измерим частоту входного сигнала.  Данные занесём в центральную графу табл.2.4.

 IРЕЗ (м-мер) =          мА.   

Таблица 2.4

Последовательный колебательный контур

Частота сигнала, f(кГц)

277

294

314

f0 = 345

415

438

469

Относительная величина тока I/IРЕЗ  сигнала, (мА)

0,7

0,8

0,9

1

0,9

0,8

0,7

Разность фаз сигналов Δφ

-

-

-

Δφ= 0

-

-

-

  1.   Уменьшая частоту входного сигнала, добьёмся уменьшения тока в контуре до уровня 0,9 от максимального, при этом амплитуда входного сигнала должна поддерживаться постоянной.
    •  измерим по экрану осциллографа частоту сигнала;
    •  измерим разность фаз путем сравнения сигналов по каналам;
    •  данные занесём в табл.2.4;
    •  повторим измерения для указанных в таблице относительных значений тока в контуре.

2..15 Построим экспериментально полученные графики АЧХ и ФЧХ параллельного колебательного контура.

  1.   По результатам эксперимента определим:
  2.  значение характеристического сопротивление контура;

= 245,3 Oм

  1.  добротности контура;

Q = 2,453

  1.  полосы пропускания контура.

= 1205,76 кГц

  1.  Сделаем выводы по результатам эксперимента.

Теоретические и экспериментальные данные характеристического сопротивления, добротности и полосы пропуская конура не совпадают из-за огромных погрешностей приборов, но из опыта видно, что наблюдается резонанс токов

ФЧХ не смогли рассчитать, поскольку прибор не позволял сделать это.

3. Порядок выполнения 3 пункта задания.

Исследуем влияние различных факторов на амплитудно-частотные характеристики последовательного и параллельного контуров.

  1.  Соберём схему последовательного колебательного контура в соответствии с рис.2.7 (пункт 2.2 задания).
    1.  Убедимся, что в контуре наблюдается резонанс напряжений.
    2.  Подключая и отключая мультимер (измерение напряжения на индуктивности или емкости в режиме резонанса), зафиксируем изменения наблюдаемого сигнала. Результат объясним:

Резонансные свойства колебательного контура ухудшаются из-за параллельного подключения мультимера, оказывающего шунтирующее воздействие.

  1.  Подключим параллельно емкости С1 емкость С2. Экспериментально и теоретически определим частоту резонанса. Результаты сравним.

Общая ёмкость стала (С1 + С2)

fрез теор = 333 кГц

fрез эксп = 350 кГц

Значения резонансных частот почти совпадают, если учитывать погрешности приборов.

  1.  Сформулируем по результатам наблюдения выводы:
  2.  При шунтирующем воздействии резонансные свойства колебательно контура ухудшаются.
  3.  При параллельном подключении С2 к С1 общая ёмкость увеличивается, следовательно резонансная частота уменьшается.

Вывод: При выполнение данной работы мы приобрели навыки исследования резонансного напряжения в последовательном колебательном контуре, а также  исследования резонансного тока в  параллельном колебательном контуре и исследования амплитудно-частотных характеристик резонансных цепей.

Рис. 2.5. Схема и расположение элементов платы «Линейные цепи»

Мк ф

1 Мкф




1. реферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук Київ ~ Дисертацією є р
2. Этот объем складывается из жидкости входящей в состав пищи около 1 л питья около 15 л и оксидационной вла
3. Лифт Строй Управление
4. Анализ регулирования денежных фондов предприятия на примере ООО АБАКАНОВСКОЕ
5. Цепная Реакция Пролог Интересна ли история финал которой известен заранее
6. Отчет по практике Преподаватель- Маклакова И
7. реферату- Страхування в Україні
8. Источники по истории Первой Камчатской экспедиции
9.  Статус присяжных заседателей Присяжный заседатель лицо привлеченное в установленном законом порядке д
10. полупланеты расположенные диаметрально противоположно друг другу

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе