 |
Теоретичний додаток
|
|
|
|
Львівський коледж
Державного університету телекомунікацій
Навчальна дисципліна: Теорія електричних та МК
Лабораторія: Теорії електричних кіл та сигналів
Інструкція
До лабораторної роботи № 4
“ Дослідження миттєвих значень напруг та струмів колах RL та RC при впливі напругою довільної форми”
Львів-2014
1. Мета роботи: Вивчити форму відгуків в резистивних, ємнісних та індуктивних колах при впливах довільної форми, дотримуючись основних правил техніки безпеки.
2. Література: Добротворский И.Н. «Теория электрических цепей»–
М.:Радио и связь,1989.–с.144-151.
Теоретичний додаток
Виконуючи дану лабораторну роботу, слід пам'ятати, що сигнали, якими діють на задані елементи мають різні форми, а значить і різні характеристики. Сигнал синусоїдальної форми, це простий сигнал. Криву такого сигналу можна розглядати, як частковий випадок негармонічного сигналу, в якого при розкладанні в ряд амплітуди всіх вищих гармонік дорівнюють нулю.
При дії напруги такої форми на резистивний опір струм буде по формі такої ж форми і співпадатиме по фазі з напругою. При дії тієї ж напруги на індуктивність, струм матиме теж синусоїдальну форму, але вже буде зсув по фазі. Струм на 900 буде відставати від напруги. При впливі синусоїдальної напруги на ємність, струм матиме синусоїдальну форму, але буде випереджати напругу на 90°.
Сигнали прямокутної, трикутної, однопівперіодної форми, двохпівперіодної форми, це складні сигнали і називають їх сигналами негармонічної, або несинусоїдальної форми.
Миттєві значення напруги відповідно для сигналів різної форми можна записати через синусоїдальний сигнал, 
;
|
|
|
Для сигналу трикутної форми:
Для сигналу прямокутної форми:
Для сигналу однопівперіодної форми:
Для кривої двопівперіодної форми:
Слід пам'ятати, що всі періодичні сигнали, форма яких відрізняється від гармонічної називаються негармонічними, або несинусоїдними. Кожний негармонічний сигнал характеризується періодом Т, формою і розмахом. Гармонічна складова негармонічного сигналу називається першою, або основною гармонікою. Всі інші складові називаються вищими гармонічними складовими. Причому, в скільки разів частота даної гармоніки вища частоти першої гармоніки, такий порядковий номер даної гармоніки. Тобто миттєве значення любого періодичного негармонічного сигналу записують у вигляді математичного виразу, що уявляє собою суму гармонічних складових і постійної складової (ряду Фур'є). Якщо до кола з індуктивністю прикладено напругу прямокутної форми зі щілинністю 2 то струм в такому колі викликає струм трикутної форми, а якщо щілинність більше 2 - струм буде пилиподібної форми. Якщо до кола з ємністю прикласти цю ж прямокутну напругу, то форма струму буде мати форму коротких імпульсів.
3. Підготовка до роботи:
3.1. Ознайомитись з описом роботи і теоретичним матеріалом.
3.2. Підготувати бланк звіту.
3.3. Відповісти на контрольні питання для допуску до роботи:
3.3.1. В яких електричних колах закон Ома для миттєвих значень напруг та струмів справедливий, а в яких ні?
3.3.2. Записати формули для миттєвих значень струму (і) та напруги (u) для кіл які мають:
3.3.2.1.Резистор R;
3.3.2.2.Електричну ємність С;
3.3.2.3.Індуктивність L.
3.3.3. Які електричні кола називають дуальними?
4. Основне обладнання: Універсальний лабораторний стенд ЛКТЦ.
5. Завдання:
5.1. Спостерігати та зарисувати форму кривої струму в колі з резистором "R", електроємністю "С", та індуктивністю "L", якщо вхідна напруга має форму: синусоїдальну, трикутну, пилоподібну, однопівперіодну та двопівперіодну, П– подібну, імпульсну двохсторонню, односторонню.
|
|
|
5.2. Проаналізувати результати виконаних експериментів.
5.3. Визначити фазове співвідношення між струмом та напругою при впливі синусоїдальною наругою на кола що містять R, L, С.
6. Порядок виконання роботи:
6.1. Ознайомитись з блоками стенда та їх елементами, з яких складається досліджуване електричне коло:
6.1.1. Блок живлення - БП;
6.1.2. Блок генератора (Г1, Г2, ГЗ);
6.1.3. Блок електронного осцилографа ОС;
6.1.4. Блок електронного комутатора - ЭК;
6.1.5. Блок пасивних елементів.
6.2. Підготувати всі блоки до виконання лабораторної роботи, дотримуючись основних правил техніки безпеки.
Перемикач (1 канал 2) на блоку ЭК встановити в середнє положення.
6.3 На блоку пасивних елементів використовують такі елементи:
6.3.1. Резистор Rш3 = 100 Ом;
6.3.2. Резистор RВ = 500 Ом;
6.3.3. Конденсатор С А;
6.3.4. Котушка індуктивності LA.
6.4. Скласти електричну схему за рисунком 1:
 |
6.5. Після дозволу викладача включити на блоку живлення тумблер мережі, тумблери "генератор", "комутатор - осцилограф". Ручкою регулятора вихідної напруги на блоку ГЗ встановити на шкалі вольтметра "V1", максимальну вихідну напругу.
6.6. Струм, що протікає через резистор Rш3, створює напругу на цьому резисторі, форма якої співпадає з формою струму.Ця напруга подається на вхід другого каналу "ЭК". В зв'язку з тим, що величина опору Rш3 значно менша опору досліджуваного кола, опір Rш3 практично не змінює характеристику кола.
Прилад, за допомогою якого визначається форма струму, підключається послідовно до резистора. Тому його часто називають "шунтовим", або "вимірюванням". Величина напруги на резисторі Rш3 незначна, тому тумблер послаблення на блоку "ЭК" другого каналу необхідно поставити в положення 1:1.
6.7. Перемикач ПФ (Г2) встановити в положення
На екрані осцилографа зображення на першому каналі відповідатиме формі напруги, а на другому каналі - формі струму.
Осцилограф слід відрегулювати так, щоб зображення відповідало розмаху дві клітинки і три періоди досліджуваного сигналу; зображення першого каналу повинно знаходитись у верхній частині, а другого - у нижній.
|
|
|
6. 9Перемикач ПФ (Г2) поставити в позицію. Нарисувати одержані зображення в перший та другий рядок другого стовпчика.
6.10. Регулятор "Подстройка 2" повернути за годинниковою стрілкою. При цьомуодержимо пилоподібну напругу. Спостерігати зміну кривої струму. Намалювати зображення. Регулятор "Подстройка 2" повернути до упору проти годинникової стрілки
Те ж саме виконати для сигналів прямокутної, одно - та двопівперіодної форми, односторонніх та двохсторонніх імпульсів.
6.11. Замість Rb підключити СА, для чого перенести штекери провідників з гнізд Rb до гнізд СА.
6.12. Вивчити та зарисувати форму струму для тих самих форм напруги, що підключались до Rb. Малюнки намалювати в третій рядок таблиці.
6.13. Те ж саме виконати для індуктивності LA;
6.14. Показати результати експерименту керівнику. За його дозволом відключити живлення, розібрати електричне коло і привести в порядок робоче місце.
Таблиця1
| Форма напруги | 
| 
| 
| 
| 
|
| Форма струму в колі з R | |||||
| Форма струму в колі з L | |||||
| Форма струму в колі з C |
7. Обробка результатів вимірювань:
7.1. Проаналізувати малюнки форми струму для різних опорів навантаження: RA; СA; La при впливі синусоїдною напругою. Визначити фазові співвідношення. Результати записати в звіті.
7.2.При аналізі малюнків форми струму при впливі напругою прямокутної форми визначити пропорційно якій величині змінюється струм в колі при навантаженні СА і LA. Результати записати в звіті.
8.Зміст звіту:
8.1. Назва роботи;
8.2. Мета роботи;
8.3. Завдання;
8.4. Рисунок електричної схеми;
8.5. Таблиця. Результати аналізу рисунків.
8.6. Відповіді на контрольні питання:
8.6.1. Чому дорівнює кут зсуву фаз між струмом та напругою при навантаженні R, С, L, якщо вхідна напруга синусоїдальної форми?
8.6.2. 
Намалювати форму напруги на С та L,
якщо струм в колі має таку форму:
|
|
|
Перший блок тем – теоретичний
РОЗДІЛ І: Теоретичний аналіз проблеми психологічної готовності до шлюбу сучасної молоді
РОЗДІЛ І: Теоретичний аналіз проблеми психологічної готовності до шлюбу сучасної молоді
РОЗДІЛ І: Теоретичний аналіз проблеми психологічної готовності до шлюбу сучасної молоді
Теоретичний аналіз і синтез педагогічних явищ
Теоретичний аналіз специфіки психологічної готовності до шлюбу сучасної молоді
Теоретичний матеріал
Теоретичний матеріал
Теоретичний матеріал
