Министерство образования Российской Федерации.
Московский государственный институт электроники и математики
(технический университет)
Кафедра Электроники и Электротехники
Лабораторная работа № 4
«Резонанс напряжения»
Выполнила бригада №3:
Богданов Николай
Гулиян Борис
Фокин Юрий
Расчеты провел студент:
Богданов Николай
Преподаватель:
Москва 2010
Содержание работы
Основной задачей работы является исследование резонансных свойств неразветвленной цепи переменного тока, содержащей резистор, катушку индуктивности и конденсатор.
В первой части работы исследуются резонансные свойства последовательного контура при переменной частоте, постоянных L и C и при различных добротностях.
По результатам измерений определяется характеристическое сопротивление ρ, добротность Q, затухание d и полоса пропускания контура.
Во второй части работы исследуются зависимости тока I, напряжения на катушке UK, напряжения на конденсаторе и угла сдвига фаз φ от изменения емкости конденсатора. По результатам измерения строятся графики I(C), UK(C), UC(C) и φ(C), определяются индуктивность катушки LX и ее активное сопротивление Rx.
Задание на работу
Индуктивность LK, мГ | Емкость С, мкФ | Активное сопротивление Rx, Ом |
16 | 0,6 | 35 |
Часть I Исследование резонанса напряжений при изменении частоты источника питания
1.Снять и построить частотные характеристики I(f), UK(f), UC(f) и φ(f). Частоту изменять в пределах 0,5f0 до 2 f0
2.Зафиксировать точку резонанса напряжений (максимум тока при φ=0), а также точки, близкие к резонансу и, особенно, точки при максимуме напряжений UK, UC. Получить четыре режима до резонанса, режим в цепи при резонансе и четыре режима после резонанса, учитывая знак угла сдвига фаз.
3.Проделать аналогичные измерения при добавочном сопротивлении Rдоб = 100 Ом.
4.Построить на отдельном графике зависимость Z(f).
5.Рассчитать добротность Q по опытным данным для случаев:
а) Rдоб = 0 Ом;
б) Rдоб = 100 Ом.
Часть II Исследование резонанса напряжений при изменении емкости контура
1. Установить емкость C=0,5 мкФ, А напряжение Uвх= 4 ÷ 6 В.
Подобрать частоту, при которой наблюдается резонанс напряжений, т. е. f=f0’;
2. Изменяя емкость от 0,05 до 5 мкФ, снять резонансные кривые I(C), при постоянной частоте f=f0’ и неизменном входном напряжении
3. По известным значениям входного напряжения U тока I при резонансной частоте f0’ определить индуктивность LX, активное сопротивление Rx катушки и добротность контура Q.
4. Результаты измерений и вычислений записать в таблицу.
Рабочее задание
Частота f, | RДОБ=0 | RДОБ=100 Ом | ||||||||||
кГц | UВХ, | UC, | UK, | UИЗМ, | j, | zВХ, | UВХ, | UC, | UK, | UИЗМ, | j | zВХ, |
В | В | В | В | о | Ом | В | В | В | В | о | Ом | |
f=f01/2=0,760 | 3 | 1,39 | 1,02 | 0,12 | 70 | 281,83011 | 3 | 3,35 | 0,886 | 0,098 | 50 | 321,908645 |
f=f01/1.8=0,844 | 3 | 4,17 | 1,13 | 0,142 | 68 | 240,39276 | 3 | 3,34 | 1,1 | 0,114 | 45 | 286,381167 |
f=f01/1.5=1,013 | 3 | 5,04 | 2,33 | 0,208 | 62 | 175,71866 | 3 | 3,52 | 1,63 | 0,142 | 33 | 234,732789 |
f=f01/1.2=1,266 | 3 | 7,4 | 5,2 | 0,373 | 45 | 111,29196 | 3 | 3,53 | 2,48 | 0,178 | 14,7 | 190,842725 |
f=f01=1,520 | 3 | 9,95 | 9,94 | 0,616 | 0 | 81,969498 | 3 | 3,1 | 3,1 | 0,192 | 354 | 173,754155 |
f=f01×1.2=1,824 | 3 | 5,5 | 7,9 | 0,409 | 305 | 84,519766 | 3 | 2,4 | 3,48 | 0,182 | 333 | 176,389484 |
f=f01×1.5=2,280 | 3 | 2,5 | 5,38 | 0,23 | 280 | 134,36806 | 3 | 1,63 | 3,53 | 0,151 | 311 | 205,605509 |
f=f01×1.8=2,736 | 3 | 1,3 | 4,27 | 0,15 | 276 | 192,04549 | 3 | 1,03 | 3,41 | 0,119 | 300 | 247,212063 |
f=f01×2=3,040 | 3 | 0,92 | 3,93 | 0,123 | 274 | 229,76510 | 3 | 0,78 | 3,35 | 0,104 | 295 | 277,50532 |
а) rдоб=0 Ом
Q= 3,16
б) rдоб=100 Ом
Q= 1,03
Графики:
При Rдоб = 0 Ом и при Rдоб = 100 Ом
1) I(f)
2) Zвх(f)
3) Uc(f)
4) Uк(f)
5) φ(f)
