5.4. Лабораторная работа №4 Исследование резонанса в параллельной rlc-цепи

Цель работы

Исследование явления резонанса тока и резонансных характеристик цепи при параллельном соединении R, L, С пассивных элементов.

Содержание работы

1. Снятие частотной характеристики параллельной RLC-цепи и определение резонансной частоты.

2. Проведение измерений при резонансе.

3. Снятие частотных зависимостей токов в пассивных элементах резонансной цепи.

4. Определение зависимости параметров резонансной цепи от величины резистора.

Виртуальные приборы и оборудование

Виртуальные приборы и оборудование для проведения лабораторной работы представлены на рис. 5.2.1.

Порядок выполнения работы

Модель для исследования частотной зависимости резонансной цепи и определения резонансной частоты (п. 1) представлена на рис. 5.4.1. Параметры RLC-цепи показаны на рис. 5.4.2. Последовательная ветвь (Series RLC) учитывает внутреннее сопротивление источника напряжения. Для исследованияпараллельной цепи добавляется резисторR0с внутренним сопротивлением источника. Частотная характеристика, полученная способом, описанным в лабораторной работе №3, показана на рис. 5.4.3. На частотной характеристике определена резонансная частота.

Выполнение п.п. 2-4 осуществляется на модели рис. 5.4.4. Отличие этой модели от рассмотренной состоит в том, что здесь использованы три отдельные RLC-цепи, соединенные параллельно. В каждой из этих цепей оставлен только один элемент R, L и С, причем значения их параметров берутся из предыдущего пункта лабораторной работы. Окно настройки параметров источника напряжения модели показано на рис. 5.4.5, Частота источника принята равной резонансной частоте цепи, определенной в предыдущем пункте лабораторной работы.

Рис. 5.4.1. Модель для исследования резонанса токов

Рис. 5.4.2.Окно настройки параметров параллельной RLC-цепи

Рис. 5.4.3. Частотные характеристики параллельной RLC-цепи

Рис. 5.4.4. Модель для исследования частотных характеристик параллельной RLC-цепи

Рис. 5.4.5. Окно настройки источника питания

Блок Multimeter последовательно измеряет и передает для дальнейшей обработки ток на входе и токи в элементах. Результаты измерений перечисленных величин поступают в блок Powergui, Обратим внимание, что в поле окна фигурируют действующие значения токов. Результаты измерений и расчетов заносятся в таблицу 5.4.1.

Таблица 5.4.1.

Параметры

Измерения

Вычисления

R

L

C

IR

φR

IL

φL

IC

φC

IU

φU

Q

Ом

Гн

Ф

А

град

А

град

А

град

А

град

ВАр

Частотные зависимости токов врезисторе, емкости и индуктивности показаны на рис. 5.4.6.

Выполнение п.п. 3, 4 с заполнением соответствующих таблиц производится аналогично с их выполнением в лабораторной работе №3.

Рис. 5.4.6. Частотные характеристики параллельной RLC-цепи

Содержание отчета:

1. Модели с характеристикой виртуальных измерительных приборов.

2. Расчетные формулы.

3. Заполненные таблицы.

4. Векторные диаграммы для пункта 3.2 работы.

5. Выводы по работе.