МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОНИКИ И МАТЕМАТИКИ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Кафедра «Электроники и электротехники»

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

по дисциплине

«Электротехника и электроника»

РЕЗОНАНС НАПРЯЖЕНИЙ

бригада 6

Исполнители:

С-34

Москва 2010

Содержание работы

Основной задачей работы является исследование резонансных свойств неразветвленной цепи переменного тока, содержащей резистор, катушку индуктивности и конденсатор.

Задание на работу

Индуктивность Lk, мГ

Емкость С, мкФ

Активное сопротивление rk, Ом

18

0.5

40

рис 4.1

рис 1.2

Часть I

1.Рассчитать резонансную частоту f0, и добротность последовательного контура rk, Lk, C.

2.Записать выражение для расчета параметров Lx, rk, c и последовательного контура (рис 4.2) по известному значению резонансной частоты f0, напряжению на входе, напряжению на rизм и на конденсаторе в режиме резонанса, при закороченном rдоб.

3.Определить добротность контура, если дополнительно включить rдоб=100 Ом.

4.Начертить качественно на одном графике резонансные кривые I(f), Vc(f), Vk(f), φ(f).

5.Показать и пояснить, почему максимумы кривых Vc(f), Vk(f) не совпадают с максимумом кривой I(f).

Часть II

1.Собрать цепь, изображенную на рис 4.1. Установить значения емкости С, индуктивности Lk, в соответствии с таблицей и сопротивление rизм=10 Ом. Добавочное сопротивление замкнуть перемычкой накоротко. Чтобы снятые характеристики контура определялись только его параметрами и не зависели от величины внутреннего сопротивления генератора, необходимо напряжение на входе контура поддерживать постоянным (т. е. Vfk=const). Удобно величину входного напряжения установить, равной, например, 4В и поддерживать на этом уровне при всех измерениях.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

2.Снять и построить частотные характеристики I(f), Vc(f), Vk(f), а также фазовую характеристику φ(f). Частоту изменять в пределах от 0.5 f0 до 2 f0.

Зафиксировать точку резонанса напряжений(максимум тока и φ=0), а также точки, близкие к резонансу и, особенно, точки при максимуме напряжений ), Vc и Vk. Целесообразно получить четыре режима до резонанса, режим в цепи при резонансе и четыре режима после резонанса. При измерении указывать знак угла сдвига фаз.

3. Включить последовательно с элементами контура добавочное сопротивление rдоб=100 Ом и произвести измерения аналогичные п.2.

На основании эксперимента рассчитать и построить на отдельном графике зависимость Z(f)

3. Рассчитать добротность Q по опытным данным для случаев:

а) добавочное сопротивление rдоб=0 Ом;

б) добавочное сопротивление rдоб=100 Ом.

Часть III

1. 1.Собрать цепь, изображенную на рис 4.2. Установить С=0.5 мкФ, а напряжение на входе Vвх=4÷6 В. Опытным путем подобрать частоту, при которой наблюдается резонанс напряжений, т. е. f=f0`.

2.Изменяя емкость в диапазоне от 0.05 мкФ о 5 мкФ, снять резонансные кривые I(С), при постоянной частоте f=f0` и неизменном входном напряжении (рис 4.2).

3.По известным значениям входного напряжения V и тока I при резонансной частоте f0` определить индуктивность Lk, активное сопротивление rk катушки и добротность контура Q.

4.Результаты измерений и вычисление записать в таблицу.

Вычисления

1.

1.

2.

3.

4.

На рисунке 3 видно, что максимумы напряжений Ul и Uc имеют место при частотах, не равных резонансной частоте.

Частота f, Гц

rдоб=0 Ом

rдоб=100 Ом

UвхВ

Uс,

В

Uк,

В

Uизм,

В

φ,

град

Zвх,

Ом

Uвх, В

Uс,

В

Uк,

В

Uизм,

В

φ,

град

Zвх, Ом

f0/2=839,45

4

5,95

2,47

0,2065

285,3

288,96

4

4,86

1,62

0,148

304,39

321,71

f0/1,8=932,5

4

6

2,63

0,2044

285,27

241,36

4

4,876

1,852

0,158

308,27

279,7

f0/1,5=1119

4

6,8

3,23

0,2163

286,3

165,82

4

4,906

1,990

0,1655

310,22

218

f0/1,2=1398,7

4

9,45

6,86

0,4166

302,36

85,77

4

5,194

3,806

0,238

337,96

165,4

f0=1678,49

4

13,19

13,46

0,7205

0

50

4

4,882

4,902

0,260

0

150

1,2f0=2014,2

4

6,75

10,23

0,4477

54,8

85,77

4

3,524

5,275

0,2332

24,9

165,4

1,5f0=2517,7

4

2,8

6,75

0,2325

72,84

165,82

4

2,177

5,116

0,1812

45,92

218

1,8f0=3021,12

4

1,56

5,51

0,1667

78,03

241,36

4

1,437

4,860

0,1433

57,16

279,7

2f0=3356,98

4

1,12

5,11

0,1423

79,89

288,96

4

1,120

4,666

0,1241

61,78

321,71

а) rдоб=0 Ом

Q=3,3

б) rдоб=100 Ом

Q=1,22

1)rдоб=0 Ом

Подпись: ?

2) rдоб=100 Ом

Подпись: ?