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 13.4.2025

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. тематического факультета Крылов С
2. політичного і культурного життя столиці України
3. на тему- Инновационный маркетинг СОДЕРЖАНИЕ
4. ОБ АВТОРЕ Роберт Линдон занимается соколиной охотой с детства
5.  ТЕОРИТИЧЕСКИЕ И МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЗВИТИЯ СТРАН С ПЕРЕХОДНОЙ ЭКОНОМИКОЙ В ИНДУСТРИИ ТУРИЗМА
6. верхом чеголибо путного достойного уважения
7.  спирулина. Эта светолюбивая водоросль причудливой спиралевидной формы ~ древнейшее растение на Земле
8. Лабораторная работа 13 Регрессионный анализ
9. Психодиагностика личности
10. профессиональной деятельности на основе- дифференцированной оценки уровня обучаемости школьников данног

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе