Лабораторная работа № 7 «Исследование резонанса в цепи . с последовательно соединенными элементами R, L, C»

ФГБОУ ВПО

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

КАФЕДРА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

Лабораторная работа № 7

Исследование резонанса в цепи
с последовательно соединенными элементами R, L, C

Выполнил:
Группа:
Проверил:

Москва 2011

Лабораторная работа № 7
Исследование резонанса в цепи
с последовательно соединенными элементами R, L, C

Целью работы является исследование резонансных явлений в последовательном RLC контуре.

1. Подготовка к работе

1  Начертить схему последовательного RLC контура – последовательно соединенных неидеальной катушки с параметрами (Rк, L) и конденсатора C. Значения L и C приведены в табл. 6.1, Rк =20 Ом. Вычислить резонансную частоту , добротность контура , граничные частоты и .

2  Записать аналитические выражения резонансных кривых , , , , частотных характеристик , , где —модуль входного сопротивления контура, (при ).

3  Построить:

3.1  на одном графике частотные характеристики ,

3.2  на одном графике резонансные кривые , , ,

где . Отметить на графиках и .

4  Построить векторно-топографические диаграммы для , , .

Содержание и порядок выполнения работы

Схема исследуемой цепи представлена на рис. 1П. Источником синусоидального напряжения является модуль ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР. В работе используют измерительные приборы из блоков ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗЫ и МОДУЛЬ МУЛЬТИМЕТРОВ.

Рекомендуемые величины индуктивности катушки и емкости конденсатора представлены в табл. 6.1.

Таблица 6.1

N	1	2	3	4	5	6
L, мГн	10	10	10	40	20	10
С, мкФ	47	33	82; 68 последовательно	10	22	56

·  Собрать электрическую цепь по схеме, приведенной на рис. 1П протокола измерений. Тумблер SA2 модуля ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗЫ установить в положение I2.

·  Проверить собранную электрическую цепь в присутствии преподавателя.

·  Включить автоматический выключатель QF блока модуль питания и тумблер Сеть модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР. Переключатель Форма установить в положение . Регулятором Амплитуда установить действующее значение напряжения на входе В. Изменяя плавно частоту генератора настроить цепь в резонанс (). Сравнить резонансную частоту с рассчитанной в Подготовке к работе. Определить значение активного сопротивления контура по формуле , где - действующее значение тока при резонансе.

Рассчитать добротность контура , граничные частоты и .

·  Рассчитать действующее значение напряжения на входе, при котором действующее значение резонансного тока не превышает 300 мА. Регулятором Амплитуда установить величину действующего значения напряжения. Напряжение U поддерживать в работе неизменным.

·  Плавно изменяя частоту в пределах от до , выполнить измерения действующих значений напряжения на катушке и конденсаторе мультиметрами РР, действующее значение тока , угла сдвига фаз между напряжением и током на входе контура и мощность модулем ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗЫ. Измеренные значения занести в табл. 1П.

·  Выполнить предварительные расчеты, указанные в протоколе измерений.

По результатам измерений определить опытные значения , и и .

Сравнить с рассчитанными значениями в пункте 3.

·  Увеличить значение емкости С. Рассчитать и . Опытным путем определить и , сравнить с теоретическими значениями.

·  Включить дополнительно Ом. Рассчитать и . Опытным путем определить и , сравнить с теоретическими значениями.

·  Объяснить результаты, полученные в пунктах 7 и 8.

·  Выключить тумблер Сеть модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР и автоматический выключатель QF модуля питания.

Протокол измерений к лабораторной работе № 6

«Исследование резонанса в цепи
с последовательно соединенными элементами R, L, C»

Схема исследуемой электрической цепи представлена на рис. 1П.

Рис. 1П

Параметры цепи: L = мГн; С = мкФ;

Ом.

Предварительные расчеты:

= = Гц; = = Ом;
= = ; = = Гц.

Экспериментальные данные при U = B занесены в табл. 1П.

Таблица 1П

	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0
, Гц
, мА
, В
, В
, град
, Вт
, Ом
, В
,В

Построить по результатам измерений графики , ,

на одном графике резонансные кривые , , , где . Отметить на графиках и .

Из графиков: граничные частоты f1 = Гц и f2 = Гц, полоса пропускания = Гц.

Сравнение значений добротности:

= = ; = = ; = .

Входное сопротивление цепи: в резонансе: = Ом;

на частоте f 1: = Ом; на частоте f 2: = Ом.

Резонансные кривые и частотные характеристики

Работу выполнил: ____________________________________

Работу проверил:_____________________________________