Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Краткое содержания работы

Протокол

к лабораторной работе №8

«Исследование электрического резонанса»

Выполнил
Студент группы ЭМ-132
Василенко П. С.
Совместно со студентами
Бондарчук Д. и Стоянова К.

Руководитель Ярмолович В. Я.

Одесса 2014

Краткое содержания работы

1.1 Цель работы.

Изучить резонансные явления при последовательном соединении катушки и конденсатора. В результате проведения лабораторной работы студенты должны знать условия возникновения резонанса, определение характеристического сопротивления, добротности, затухания, полосы пропускания; уметь определять резонансную частоту и характеристики колебательного контура; приобрести навыки построения графиков частотных характеристик.

1.2. Основные теоретические положения.

Резонансные свойства колебательного контура определяются характеристическим сопротивлением ρ, добротностью Q и затуханием α:

, , (8.1)

Зависимости действующих значений тока, напряжений, сдвига фаз и полного сопротивления цепи от частоты называются частотными характеристиками. При их построении удобно использовать относительную частоту*

(8.2)

* Индексом «О» обозначены значения величин при резонансе.

Полосу частот f₁ ≤ f ≤ f₂, для которых (при условии постоянства входного напряжения контура), называют полосой пропускания. При высокой добротности (Q ≥ 10) полоса пропускания практически симметрична относительно резонансной частоты f₀ и находится из условия

или (8.3)

Для точного определения характеристик колебательного контура необходимо измерить реальные значения параметров его элементов. Проще всего это выполнить на частоте f₀. Наличие резонанса устанавливают по максимальному значению тока в цепи при неизменном входном напряжении. Измерив частоту f₀, ток I₀ и напряжения U, U_KO, U_CO (рис.8.1), определяют параметры контура

; ; (8.4)

Рис. 8.1. Последовательный колебательный контур

В работе используются блоки переменных напряжения, сопротивления, индуктивности и емкости. Измерения выполняются частотомером, ампервольтметром и фазометром (измерителем разности фаз). Сдвиг фаз напряжения и тока при отсутствии соответствующего измерительного прибора

(8.5)

1.3. Краткие сведения об эксперименте.

Определение фактических параметров элементов на резонансной частоте; построение частотных характеристик; определение влияния добротности контура на частотные характеристики.

Порядок и методика проведения исследований

1. Собрать последовательный колебательный контур (см. рис. 8.1). В качестве катушки и конденсатора использовать блоки переменных индуктивности и емкости. Установить номинальные значения параметров согласно варианту задания (табл. 8.1).

Контур подключить к блоку переменного напряжения при синусоидальной форме сигнала. Изменяя частоту в диапазоне, определенном предварительно расчетом, установить экспериментально значение резонансной частоты по максимуму тока в цепи. Результаты измерений свести в табл. 8.2.

2. По данным п. 1 вычислить фактические параметры контура, а также характеристическое сопротивление, добротность и затухание (8.1). результаты вычислений занести в табл. 8.2. При отличии полученных фактических значений L и С (см. табл, 8.2) от номинальных (см. табл. 8.1) более чем на 10 % после консультации с преподавателем повторить измерения или расчет.

З. Поддерживая постоянным входное напряжение контура, измерить ток, напряжения катушки и конденсатора и сдвиг фаз для 8–10 значений относительных частот в диапазоне 0,5…1,5. Измеренные значения занести в табл. 8.3. При отсутствии прибора, измеряющего сдвиг фаз, значения φ вычислить по (8.5).

4. По данным табл. 8.3 построить графики частотных характеристик I (η), U_C(η), U_K(η), φ(η) и Z(η).

5. Включить последовательно с катушкой и конденсатором блок переменного сопротивления. Рассчитать значение добавочного сопротивления , при котором Q = 10, и выставить его на блоке. Изменяя относительную частоту в диапазоне 0,5…1,5, измерить соответствующие значения тока. Результаты свести в табл. 8.4.

Повторить измерения для значений Q = 5 и Q = 2,5.

6. По данным табл. 8.3 и 8.4 построить семейство характеристик при различных значениях Q. Из графиков определить полосы пропускания. Данные занести в табл. 8.5.

В последнюю строку табл. 8.5 занести результаты обработки данных п. 4 для контура без добавочного сопротивления.

7. Сделать выводы по работе, обратив внимание на влияние добротности контура на частотные характеристики и на полосу пропускания.