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

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 7 Исследование параллельного колебательного контура резонанс токов Краткое содер

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

Имя

Выберите тип работы:

Принимаю Политику конфиденциальности

Скидка 25% при заказе до 3.2.2025

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7

Исследование параллельного колебательного контура (резонанс токов)

Краткое содержание работы

В процессе выполнения работы исследуются и изучаются следующие вопросы:

1) Явление резонанса, возникающее в параллельном контуре, содержащем катушку индуктивности и конденсатор;

2) Условие возникновения резонанса в параллельном контуре и его проверка в лабораторных условиях;

3) Резонансные характеристики цепи и их особенности;

4) Проверка аналитических соотношений при резонансе .

Рабочее задание

Собрать схему цепи параллельного контура согласно рис.7.1.

RВН I

C L

IC IL U

E RC RL

Рис.7.1

Варианты заданий.

Вариант

R L Ом

Ом

C нФ

L mГн

RВН к Ом

200

500

Рассчитать резонансную частоту цепи f0 и установить такое же значение частоты синусоидального генератора Е. Выходное напряжение генератора установить 100 В.

Гц

3. В параллельном контуре (см. рис. 7.1 и вариант задания табл. 7.2 ), произвести измерение и записать в протокол величины, указанные в таблице 7.1, для следующих трех случаев:

при неизменной емкости С, в соответствии с вариантом задания, частоте генератора fо, варьируя в возможных пределах индуктивность катушки L;
при неизменной индуктивности L, в соответствии с вариантом задания,, частоте генератора fо, варьируя в возможных пределах емкость конденсатора;
при неизменной емкости С, индуктивности L, в соответствии с вариантом задания, изменяя частоту генератора.

4.. По данным п3 построить построить резонансные кривые на одном графике I, IL, IC,  для каждого из случаев а),б),в), вычислить добротность контура и его полосу пропускания, сравнить их значения с полученным по графическим зависимостям. По данным п.3-в) построить векторные диаграммы напряжение на элементах цепи для случаев: C<C0;C=C0;C>C0 (C0-резонансное значение)

5.Установить внутреннее сопротивление генератора RВН:

RВН= *; 2) RВН=0,1 *;

и провести измерения величин, указанных в табл. 7.1 для каждого из случаев 1),2) - при значениях L,C соответствующих варианту задания в зависимости от частоты f.

3.1 f=503,466 Гц; C=200 нФ; RВН =10 кОм; Rc=1 Ом; RL =2 Ом

L мГн	U (напр. на конт.)мВ	IL мкА	IC мкА	I мкА	C между U—IC	L между U—IL	 между U--I	P Активн *10-6	Q реакт. мкВТ	S полная
372	0.416	353.838	263.268	90.5	-89.964	89.903	89.514	0.344	37.65	37.16
487	0.974	632.645	616.22	16.5	-89.964	89.926	-1.461	16.066	-0.41	16.3
602	0.679	356.645	429.54	72.8	-89.964	89.940	-89.491	0.472	-49.43	49.4
717	0.462	203.85	292.33	88.5	-89.964	89.941	-89.764	0.195	-40.9	40.9
832	0.368	139.86	232.748	92.8	-89.964	89.956	-89.844	0.116	-34.15	34.15
947	0.317	105.988	200.75	94.8	-89.964	89.962	-89.8	0.099	-30	30
1060	0.286	85.87	180.9	95.7	-89.964	89.966	-89.9	0.052	-21.9	21.9
1180	0.265	77.18	167.5	96.4	-89.964	89.969	-89.915	0.055	-25.5	25.5
1290	0.25	61.106	157.9	98.8	-89.964	89.972	-89.923	0.049	-24.2	24.2
1407	0.231	53.52	150.6	97	-89.964	89.974	-89.930	0.044	-23	23.08

3.2 f=503,466 Гц; L=0,5 Гн; RВН =10 кОм; Rc=1 Ом; RL =2 Ом

C нФ	U (напр. на конт.)	IL мкА	IC мкА	I	C между U—IC	L между U—IL	 между U--I	P Актив мкВт	Q Реакт	S Полная
103	0.31	0.196	0.101	94.992	-89.981	89.928	89.831	0.106	29.5	29.448
154	0.565	0.357	0. 275	82.2	-89.972	89. 928	89.951	0.071	46.4	46.443
205	0.976	0.617	0.633	15.5	-89.963	89. 928	-1.146	15.123	-0.37	15.13
256	0.49	0.31	0.397	86.7	-89.954	89. 928	-89.529	0.377	-42.48	42.48
307	0.283	0.179	0.275	95.7	-89.944	89. 928	-89.705	0.157	-27.08	27.08
358	0.196	0.124	0.222	97.9	-89.935	89. 928	-89.761	0.093	-19.19	19.19
409	0.15	0.095	0.193	98.8	-89.926	89. 928	-89.786	0.065	-14.82	14.82
460	0.121	0.076	0.176	99.2	-89.927	89. 928	-89.797	0.05	-12.003	12
511	0.101	0.064	0.163	99.5	-89.907	89. 928	-89.801	0.041	-10.049	10.05
563	0.87	0.055	0.155	99.6	-89.897	89. 928	-89.802	0.036	-8.665	8.67

3.3 f=503,466 Гц; C=200 нФ; L=0,5 Гн; RВН =10 кОм; Rc=1 Ом; RL =2 Ом

f Гц	U (напр. на конт.)	IL мкА	IC мкА	I	C между U—IC	L между U—IL	 между U—I	P Активн*10-6	Q реакт. *10-6	S Полная *10-6
300	0.145	153.404	54.5	98.898	-89.978	89.878	89.799	0.06	14.34	14.34
400	0.322	256	162	94.494	-89.971	89.909	89.703	0.178	20.42	30.427
501	0.987	626.771	621	5.803	-89.964	89.927	78.192	1.175	5.6	5.728
502	0.987	626.24	623.065	3.461	-89.964	89.927	69.941	1.173	3.2	3.416
503.466	0.988	624.424	624.971	1.186	-89.964	89.927	-1.457	1.171	-0.03	1.176
504	0.987	624	625.732	2.092	-89.964	89.927	-55.517	1.17	-1.72	2.065
505	0.986	621	626.539	4.424	-89.964	89.928	-74.5	1.168	-4.29	4.362
560	0.661	382.33	457	79.338	-960	89.934	-89.413	0.572	-52.439	52.442
600	0.408	216	307	90.1	-957	89.939	-89.71	0.213	-37.168	37.169
700	0.229	104.108	201	97.3	-950	89.948	-89.84	0.077	-22.282	22.282

5.1 C=200 нФ; L=0,5 Гн; RВН= *833,3 кОм; Rc=1 Ом; RL =2 Ом

F Гц	U (напр. на конт.) мВ	IL мкА	IC мкА	I мкА	C между U—IC	L между U—IL	 между U--I	P АктивнВт	Q реакт. нВт	S Полная нВт
300	1.754	1.86	0.66	1.2	-89.978	89.878	89.799	0.009	2.1	2.1
400	4.1	3.26	2.06	1.2	-89.971	89.909	89.703	0.029	4.9	4.9
501	192.3	122.2	121.1	1.131	-89.964	89.927	78.2	44.6	212.9	217.5
502	294.5	190.7	185.8	1.032	-89.964	89.927	69.9	104.6	285.6	304
503.304	500	316.75	316.2	0.6	-89.964	89.928	-1.457	300	-7.6	300
504	404.497	250	345	0.86	-89.964	89.928	-55.5	197.1	-286.8	347
505	242.98	153	154.2	1.09	-89.964	89.928	-74.5	70.9	-255	264
560	10.67	6.2	7.36	1.2	-89.96	89.934	-89.4	0.143	-12.8	12.8
600	5.37	2.85	4.05	1.2	-89.957	89.939	-89.7	0.038	-6.4	6.4
700	2.8	1.24	2.48	1.2	-89.950	89.948	-84.84	0.012	-3.36	3.36

5.2 C=200 нФ; L=0,5 Гн; RВН=0,1 *83,3 кОм; Rc =1 Ом; RL =2 Ом

F Гц	U (напр. на конт.) мВ	IL мкА	IC мкА	I мкА	C между U—IC	L между U—IL	 между U--I	P активн	Q реакт.	S полная
300	18	18.61	6.6	11.998	-89.978	89.878	89.799	0.001	0.216	0.216
400	41	32.55	20.6	11.998	-89.971	89.909	89.703	0.003	0.492	0.49
501	833	526.3	524.5	4.9	-89.964	89.928	78.192	0.838	3.99	4.08
502	884	560.3	557.4	3.097	-89.964	89. 928	69.3	0.969	2.56	2.74
503	909	574.9	575	1.091	-89.964	89. 928	-1.437	0.991	-0.025	0.99
504	900	568.6	570	1.909	-89.964	89. 928	-65.5	0.974	-1.42	1.7
505	864	544.7	548.4	3.387	-89.964	89. 928	-74.5	0.784	-2.82	2.9
560	106	60.4	73.6	1.92	-89.96	89.934	-89.4	0.14	-1.26	1.3
600	54	28.44	40.4	11.998	-89.957	89.939	-89.701	0.004	-0.65	0.65
700	28	12.8	24.8	11.998	-89.95	89.348	-89.84	0.001	-0.34	0.34

Методические указания

Для выявления характерных особенностей резонансных режимов в электрических цепях синусоидального тока следует первоначально ознакомиться с методическими указаниями к лабораторной работе N 6.

Резонанс токов наблюдается в электрической цепи с параллельным соединением катушки индуктивности и конденсатора рис.7.2. В случае, если R1=0 и R2=0, то цепь рассматривается как идеальный резонансный контур.

Рис.7.2

Резонанс в цепи (рис.7.2) наступает, когда входная реактивная проводимость равна нулю: BВХ=BC-BL=0

Постановка реактивных проводимостей BC и BL, выраженных через параметры цепи на переменном токе приводит к уравнению:

;

Таким образом, резонанс в рассматриваемой цепи, может быть достигнут изменением одного из параметров (, L, C, R1, R2) при остальных четырех постоянных. Решение последнего уравнения относительно  дает следующее значение для резонансной частоты:

0= =;

При резонансе равны и противоположны по фазе реактивные составляющие токов в ветвях. При чем эти значения могут быть значительно больше тока на входе цепи. Поэтому такой резонанс получил название резонанса токов.

Для схемы рис.7.2, в которой R2=0, при изменении индуктивности L или частоты  минимум полной проводимости цепи, а также минимум общего тока наступает на другой частоте, отличной от резонансной частоты 0. Если же переменным параметром является емкость С, то проводимость и общий ток достигают минимума при резонансе токов.

В радиотехнике широко применяются резонансные контура с малыми потерями, для которых R1 и

R2 пренебрежимо малы по сравнению с . Поэтому далее рассматриваются особенности контура с параллельным соединением R, L, C (рис.7.3). Проводимость G=1/R, может быть найдена при малых R1, R2, из соотношения: G=(R1+R2)C/L

iG iC iL

u G C L

Рис 7.3

Мгновенные значения токов в ветвях цепи при значении входного напряжения u=Umsint:

iG=GUmsin(t); iL=(1/L)=(1/L)Umsin(t-/2); iC=Cdu/dt=CUmsin(t+/2);

Суммарный ток в цепи: i= iG+ iL+ iC= GUmsin(t)-(1/L-C)Umsin(t-/2)=Y Umsin(t-)

Где: Y=-проводимость цепи;

=arctg (BL-BC)/G= arctg BВХ/G – сдвиг фаз между током и напряжением на входе цепи;

BL=1/L, BC=C; - проводимости реактивных элементов;

BВХ= BL-BC – входная проводимость цепи.

Если рассматривать комплексную амплитуду суммарного тока, то ее можно представить как векторную сумму комплексных амплитуд токов: .

Суммарная амплитуда тока цепи:

Выражение для активной P, реактивной Q, полной мощности S, которую потребляет цепь:

P=0.5UmImcos=0.5U2mG; Q=0.5UmImsin=0.5U2mBBX; S=0.5UmIm=0.5U2mY=.

Условие передачи максимальной активной мощности в цепи определяется аналогично тому, как это описано в ЛР-№5. Сопротивление нагрузки ZН (см. рис. 6.4) при резонансе цепи: ZН=LG/C.

Резонансная частота параллельного колебательного контура (см. рис. 7.3):

Волновая проводимость  численно равна проводимости реактивного элемента при резонансе:

=0С=1/0L=.

Превышение токов в реактивных элементах над входным током цепи имеет место при условии:

G<0С=1/0L=.

Величина, обратная добротности, называется затуханием контура: =1/Q=IG/IL= IG/IC=G0L.

Где IG, IL, IC – амплитудные значения токов на элементах цепи при резонансе.

Зависимость величин ( BL, BC, BBX, Y ), характеризующих цепь от частоты, называют частотными характеристиками цепи, а зависимости значений токов в ветвях и входного тока от частоты – резонансными характеристиками (кривыми).

На рис. 7.4 построены частотные характеристики идеального параллельного контура, а на рис.7.5 представлены его резонансные характеристики, питаемого от источника синусоидального напряжения. На рис.7.5 приведены также векторные диаграммы токов в цепи, где:

IR=U/R, IL=U/L, IC=UC, I=UY.

Рис. 7.4.

Рис 7.5

Построение векторных диаграмм:

1. I, IL, Ic,  от f с масштабом I — 0.1 нА, для IL — 1 мкА, Ic — 1 мкА:

2. I, IL, Ic,  от f с масштабом I — 0.1 нА, для IL — 1 мкА, Ic — 1 мкА:

3. I, IL, Ic,  от f с масштабом I — 0.1 нА, для IL — 1 мкА, Ic — 1 мкА:

PAGE 2

1. .5 мВ @4Милливольтметр имеет равномерную шкалу разделенную на N интервалов.
2. управленческих и правовых дисциплин ДОКУМЕНТИРОВАНИЕ УПРАВЛЕНЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
3. Реклама Кафедра культурологии и социальной коммуникации НЛП В РЕКЛАМЕ КАК МЕТОД ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПОТ
4. Легенды и мифы русского интима
5. реферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Харків
6. Oicos с~зi ненi бiлдiредi А ~й мекен В бiлiм С ~ылым D экология E тiрi а~за 2Тiрi материяны~ ~андай б
7. Задание на проектирование3 Введение 4 1
8. Приборы для радиоизмерения
9. практикум 1 Обчислення арифметичних виразів Мета роботи ~ придбати навички складання елементарних про
10. Sisu Sissejuhtus

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе