6. Отчет по работе должен содержать
6.1. Схему цепи с параметрами и задание.
6.2. Таблицы значений переменных цепи с результатами эксперимента, а также с результатами аналитических расчетов.
6.3. Графики, характеризующие зависимости переменных цепи в функции частоты в области резонанса.
6.4. Формулы для токов в ветвях, а также формулы для угла сдвига фаз и резонансной частоты.
6.5. Топологическую векторную диаграмму токов.
6.6. Ответы на контрольные вопросы.
7. Варианты задания параметров
Таблица 3
|
Номер варианта |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
Em, В |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
4,5 |
|
R1=1 кОм |
C1= 22 нФ | |||||||
Лабораторная работа №4
Исследование резонанса токов
1. Задание на работу
1.1. При подготовке к работе изучить: [3, с. 268-272], [4, с. 110-114].
1.2. Изучение физического смысла и характеризующих соотношений резонанса при параллельном соединении катушки индуктивности и конденсатора.
1.3. Анализ резонансных характеристик при варьировании параметров цепи.
1
.4.
Анализ резонансных характеристик
параллельного контура при варьировании
частоты.
2. Методические указания
2.1. Явление совпадения по фазе тока и
напряжения на входе цепи, содержащей
индуктивности и емкости, называют
резонансом. Если он происходит за счет
взаимной компенсации реактивных
составляющих токов в параллельно
включенных ветвях с реактивными
элементами разного характера, говорят
о резонансе токов. Простейший случай
такой цепи приведен на рис. 1. В схеме
катушка с потерями (Rk, L)
соединена параллельно с конденсаторомС. Если к этой цепи приложено
синусоидальное напряжениеu=U
sin(ω
t),то ток
равенi=I
sin(ω
t-φ),
где I=YU;
;
(без учета сопротивления источника).
Из условия резонанса
находится угловая резонансная частотаω р:
; 
,
где
ω0
=
-
резонансная частота последовательного
контура, =
- характеристическое сопротивление.
Резонансная частота параллельного контура в отличие от последовательного зависит от потерь в катушке индуктивности (Rk), однако для (ρ/Rk) ≥5 имеем ωр = ω0. Комплексное сопротивление параллельного контура (без учета сопротивления источника) равно
,
а входной ток данного контура I(jω) = U/(Zвх(jω)).
На рис. 2 приведены частотные характеристики параллельного контура.
Важными параметрами параллельного контура являются:
-
добротностьQ=ρ/Rk;
- полоса
пропускания
П=ωр/
.
- обобщенная расстройка
.
Токи в параллельных ветвях контура могут быть во много раз больше входного тока:
О
тношение
токов (коэффициент
передачи по току):
В режиме резонанса
( = 0) имеем .
3. Контрольные вопросы
3.1. Дайте определение резонанса токов.
3.2. Как можно управлять резонансом?
3.3. Как определяются ωр, Qиρв идеальном параллельном колебательном контуре?
4. Схема компонентной цепи
Схема компонентной цепи для проведения эксперимента (рис. 3) собрана на макетной плате (рис. 4).
Рис. 3
Рис. 4
Измерительная панель приборов со схемой представлена на рис 5.
Рис. 5