Методические указания и рекомендации

В качестве нагрузки, в которой нужно получить максимальную мощность, в работе используется катушка с последовательно включенным переменным резисторомR. Внутренним сопротивлением генератора считать и.

Из схемы видно, что мощность, выделяющаяся в нагрузке:

,

где .

Для получения максимальной мощности необходимо выполнить следующие условия:

а) ;

б) .

Выполнение первого условия в данной работе достигается изменением частоты генератора, а второго – изменением переменного сопротивления R.

Программа домашней подготовки к выполнению работы

1. По учебным пособиям и конспекту лекций изучить следующие вопросы:

– условия получения максимальной мощности в нагрузке в цепях синусоидального тока при передаче мощности от активного двухполюсника к пассивному [2, § 2.11 и 3, § 3.32].

– зависимость мощностей и КПД передачи от величины тока [1, § 2.5].

2. Заготовить бланк протокола с необходимыми схемами и таблицами. Здесь же заготовить оси координат (желательно на миллиметровке, которая затем вклеивается в соответствующее место отчета) для построения кривых, указанных в задании.

3. Записать формулы, с помощью которых по измеренным данным можно рассчитать и.

Контрольные вопросы

1. Дать характеристику особых режимов работы электрических цепей: холостого хода, короткого замыкания, номинального.

2. Какой режим работы электрических цепей называется согласованным? Сформулировать условия согласованного режима. Записать их в математической форме.

3. Каковы условия получения максимальной мощности в одной из ветвей разветвленной электрической цепи синусоидального тока?

4. Оценить области целесообразного использования:

а) согласованного режима;

б) режима наибольшего КПД.

5. Всегда ли возможно непосредственное согласование нагрузки с источником?

6. Какие схемы цепей могут быть использованы в качестве согласующих устройств?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8

Исследование последовательного колебательного контура

Цели работы. 1. Произвести экспериментальные исследования час-тотных характеристик последовательного колебательного контура.

2. Изучить влияние добротности контура на его характеристики.

Объект и средства исследования

Принципиальная схема лабораторной установки показана на передней панели стенда и изображена на рис. 8.1.

В зависимости от положения тумблера Т1 из элементов C₁, R₁ и L_к, R_к можно получить последовательный или параллельный колебательный контур, питание которого производится от генератора синусоидальных сигналов. Необходимые измерения осуществляются с помощью электронного вольтметра и двухлучевого осциллографа.

Рис. 8.1

Рабочее задание

1. Собрать на панели «Колебательный контур» последовательный контур, для чего тумблер Т1 установить в нижнее положение. Подключить генератор к входным зажимам контура – гнезда Г1–Г2. Для удобства измерений рекомендуется воспользоваться универсальной панелью.

2. Установить регулировку конденсатора С₁ в крайнее левое положение, а напряжение на входе контура U₁ = 3 В. Изменяя частоту генератора (сначала ручкой грубой регулировки, а затем плавной), добиться резонанса (по условию максимума напряжения на резисто- ре R₁). Подключив первый канал осциллографа к входу цепи, а вто-рой – к резистору R₁ (наблюдается кривая тока), убедиться в существовании резонанса (кривые u₁ и u₂ на экране осциллографа должны совпадать по фазе).

3. При резонансе установить вновь U₁ = 3 В и с помощью электронного вольтметра измерить напряжения на резисторе R₁, между гнездами Г2–Г8 и на конденсаторе C₁ (см. методические указания к работе). Данные занести в табл. 8.1.

4. По результатам опыта с помощью построенной в масштабе векторной диаграммы вычислить основные параметры и характеристики контура и занести их в табл. 8.1.

Т а б л и ц а 8.1