Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Обробка результатів вимірювання.

Міністерство транспорту та зв’язку України

Львівський коледж Державного університету

Телекомунiкацій

Навчальна дисципліна: ТЕК та С

Лабораторія: Теорії електричних кіл та сигналів

Розглянуто Затверджую

на засіданні циклової комісії Заступник директора з НВР

фундаментальних дисциплін ________ Плешівський Я.М.

протокол №2 від 20.10.13р.

Голова циклової комісії

_____________ Лабаз О.І.

Інструкція

До лабораторної роботи № 3

Дослідження дільника напруги

Для студентів сп.5.05090308

Львів-2013р.

1. Мета роботи:

вивчити характеристики дільників напруги. Навчитися вимірювати коефіцієнт передачі чотириполюсника за допомогою електронно-променевого осцилографа.

Засвоїти та виконувати основні вимоги техніки безпеки.

2. Література: 1. Добротворский И.Н. «Теория электрических цепей»–

М.:Радио и связь,1989.–с.87-94

2. Інструкція до виконання лабораторної роботи №3

Теоретичний додаток

Чотириполюсник, в якого коефіцієнт передачі менше одиниці називають дільником напруги.

В деяких випадках в апаратурі зв'язку виникає необхідність підключити до споживача тільки частину напруги джерела електричної енергії. Для цього використовують дільники напруги.

Дільник напруги ступеневої побудови - це пристрій, який складається із декількох послідовно з'єднаних опорів, що забезпечують підключення до споживачів відповідної частини напруги джерела.

Частина напруги джерела спадає на внутрішньому опорі Ri; а з опору R₂ необхідна напруга підключається до споживача. Якщо нехтувати струмом споживача, вважаючи що R_H = , то для схеми ступеневого дільника справджується наступне співвідношення

Рисунок 1– Схема ступеневого дільника

Якщо необхідно забезпечити плавну зміну напруги для споживача, використовують потенціометри.

Потенціометр - це регульований опір, з частини якого подають напругу на

споживач

Вимоги до потенціометрів:

1. Стабільність величини опору.

2. Здатність тривало розсіювати задану потужність.

Для забезпечення стабільності роботи джерела, необхідно, щоб опір потенціометра був приблизно в п'ять разів меншим від опору споживача.

Для регулювання напруги, яка подається на споживач, використовують також реостат. Для регулювання напруги зрівняно в невеликих межах при великих струмах використовують реостат, а для регулювання напруги в широких межах при невеликому струмі - потенціометр.

Рисунок 2– Схема плавного дільника напруги

3. Підготовка до роботи:

3.1 Ознайомитись з описом даної роботи та теоретичними матеріалом.

3.2Підготувати бланк звіту. З.З Відповісти на питання для допуску до роботи:

3.3.1 Які електричні кола називають чотириполюсниками?

3.3.2 Що означає поняття коефіцієнт передачі чотириполюсника?

3.3.3 Який чотириполюсник називають дільником напруги?

3.3.4 Чим відрізняється ступеневий дільник від чотириполюсника?

3.3.5 Який вигляд має характеристика коефіцієнта передачі плавного дільника напруги в режимах ненавантаження та робочому?

4. Основне обладнання: універсальний лабораторний стенд ЛКТЦ.

5. Завдання:

5.1. Виміряти коефіцієнт передачі "Г" - подібного ступеневого дільника напруги.

5.2. Одержати залежність коефіцієнта передачі плавного дільника напруги для двох значень опорів навантаження (R_М = та R_M = 0,1 R_К),

де R_K - опір дільника;

5.3. Накреслити залежність коефіцієнта передачі "Г" - подібного дільника при зміні опору одного з плеч К = f (R_М).

5.4. Накреслити залежність коефіцієнта передачі плавного дільника напруги K = f(R₁/R_К).

5.5. Роботу виконувати згідно вимог техніки безпеки

6. Послідовність виконання роботи:

6.1. Вивчити правила техніки безпеки.

6.2. Ознайомитися з блоками та їх елементами.

6.2.1.Блок живлення (БП). Всі тумблери встановити в нижнє положення (виключено).

6.2.2. Блок генератора (Г1, Г2, ГЗ). Перемикач діапазону частот на блоку "Г1" в друге положення (0,2-2 кГц), тумблер в положенні "Внутр." Перемикач "ПФ" на блоку Г2 в перше положення. Ручку регулятора вихідної напруги на блоку "ГЗ" повернути проти годинникової стрілки до упору. Перемикач границь вимірювання (ГЗ) у положенні 10В.

6.2.3.Блок електронного осцилографа "ОС"

6.2.4.Блок електронного комутатора "ЭК".

Перемикач "1" канал "2" в праве положення (канал 2). Ручку "Усил." другого каналу повернути проти годинникової стрілки

до упору. Тумблер роду роботи в положенні "Внутр."

6.2.5.Блок електронного фазометра (φ - V₃)

Перемикач роду робіт в положенні "V₃". Тумблер дільника - 1B.
6.2.6. Блок пасивних елементів. Використовують такі елементи:

6.2.6.1. Магазин опорів R_M.

6.2.6.2. Плавний дільник напруги - R_K = 5 кОм.

6.2.6.3. Резистор R_B = 500 Ом.

6.2.7. Перемикач на магазині R_M встановити на відмітку "0" Ом, а ручку плавного дільника повернути до упору за годинниковою стрілкою.
6.3. Скласти електричну схему за рисунком 3 для дослідження "Г"–подібного дільника.

Рисунок 3

6.4. Включити тумблер напруги мережі на блоку живлення БП. Включити тумблери "Генератор", "Комутатор - осцилограф", "V₃ - φ ".

6.5. Ручкою регулятора вихідної напруги на блоку "ГЗ" встановити на вольтметрі V₃ напругу U₃ = 1В. Ручками на блоку "ОС" та "ЭК" встановлюємо на екрані два періоди синусоїдальної кривої з розмахом зображення в 10 клітинок сітки. Розмах зображення на екрані осцилографа буде пропорційним показу вольтметра "V₃". Якщо R_M = 0, то покази вольтметрів "U₁" на блоку ГЗ та "U₃" будуть однакові. Підтримуючи незмінною вхідну напругу U₁ = 1В, встановити на R_M такі значення опорів: 0; 10; 20; 40; 80; 160; 320; 640; 1280; 2560; 5120 (Ом). Для кожного значення цих опорів записати покази вольтметра V₃ та розмах зображення на екрані осцилографа (к-ть клітинок). Результати записати в таблицю 1.

Ручку регулятора вихідної напруги на блоку ГЗ повернути до упору проти годинникової стрілки.

Таблиця 1

R_M	U₃	Розмах зображення на екрані	K₁	K₂	K₃
Ом	В	поділка	–	–	–

6.6. Для дослідження плавного дільника скласти електричне коло за рисунком 4

Рисунок 4

На магазині опору R_M встановити опір R_M ⁼ 640 Ом. Цей опір приблизно дорівнює 0,1 R_K. Тумблер "Комутатор - осцилограф" на блоку живлення виключити.

6.7. Вхідне гніздо відключити, при цьому дільник буде працювати в режимі холостого ходу (х.х.). Встановити регулятором вхідної напруги на блоку ГЗ напругу U₁ = 1В та підтримувати її незмінною під час всіх експериментів. Якщо ручку регулятора повернути до упору за годинниковою стрілкою, то R₁ = R_K. При цьому вольтметр V₃ покаже значення вхідної напруги V₃ = 1В.

6.8. Доторкнутись провідником, підключеним до вільного гнізда резистора R_M, до вихідного гнізда дільника. Оскільки R₁ = R_K незалежно від опору R_M коефіцієнт передачі К = (R₁/ R_K) = 1. При цьому показ вольтметра V₃повинен залишитись без змін, тобто V₃ = 1В. Результати вимірювань записати в перший рядок таблиці 2.

6.9. Відключити R_M і движком R_K встановити U₃ =0,9B. В режимі холостого хода К = (U₃ / U,) = (R₁ / R_K) = 0,9, тоді R, = 0,9 R_K або (R₁ / R_K) = 0,9;

Доторкнутися кінцем R_M до вихідного гнізда дільника. При цьому через шунтуючу дію коефіцієнт передачі зміниться. Результати вимірювань записати в другий рядок таблиці 2. Аналогічно встановити дільник в положення, при яких в режимі холостого ходу V₃ = 0,3; 0,7; 0,6; 0,5; 0,4; 0,3; 0,2; 0,1; 0 (В),

тобто встановити (R₁ / R_K) - 0,8; 0,7; 0,6; і т.д. Для кожної позиції записати значення U3 при відключеному на підключеному навантажувальному опорі R_M = 0,1R_K. Результати занести в таблицю 2.

Таблиця 2


U₃	K	U₃	K
B	–	B	–

0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1

6.10. Показати результати експериментів викладачу. Після його дозволу відключити стенд, розібрати коло.

Обробка результатів вимірювання.

7.1. Розрахувати значення величин для таблиці 1.

К, = R_B / (R_В + R_М); К₂ = (U₃ / U,); К₃ = (h / h_МАХ);

h_МАХ - максим, розмах зображення

7.2. Визначити значення величин коефіцієнта передачі для таблиці 2.

K = (U₃/U₁)

7.3. За одержаними значеннями таблиці 2.1 порівняти значення К; визначити різними методами та побудувати залежностей К₂ = f (R_Н)-

7.4. За даними таблиці 2 побудувати дві криві залежностей К для та

R_M = 640 Ом.

8. Зміст звіту:

8.1. Назва роботи.

8.2. Мета роботи.

8.3. Завдання.

8.4. Електричні схеми та таблиці експериментальних та розрахункових даних.

8.5. Криві залежностей К₂ = f (R_М) та К = f(R_! / R_Н) для двох значень

тa R_M = 640OM.

8.6. Відповіді на контрольні питання:

8.6.1. Як створити режим холостого ходу дільника?

8.6.2. Яким повинно бути значення опору навантаження, щоб одержати лінійну зміну вихідної напруги дільника?