Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Московский государственный технологический
университет "Станкин"
Егорьевский технологический институт (филиал)
Изучение частотных характеристик простых электрических цепей
Методические указания
к выполнению лабораторной работы
ЕТИ.Ф. 03а
Егорьевск 2009
Составитель: ст.преп. Никифоров В.Ю.
Рецензент к.ф-м.н. Бурмистров А.В.
В методических указаниях рассмотрены характеристики электрического колебательного контура, вынужденные колебания в нём. В методических указаниях даны основные определения электродинамики: электрический заряд, потенциал, напряженность электрического поля, электроемкость. конденсаторы, электромагнитная индукция, самоиндукция, индуктивность, катушка индуктивности. В методических указаниях рассмотрены основные частотные и фазовые характеристики простых электрических цепей.
Методические указания предназначены для студентов 1 курса, обучающихся по специальностям: 151001 «Технология машиностроения», 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств (машиностроение)», 280202 «Инженерная защита окружающей среды» по дисциплине "Физика" при изучении раздела «Электричество и магнетизм».
Методические указания обсуждены на заседании кафедры естественнонаучных дисциплин.
Протокол № от
Заведующий кафедрой А.П. Нилов
Методические указания рассмотрены и одобрены методическим советом института
Протокол № от
Председатель совета А.Д.Семенов
Изучение частотных характеристик простых электрических цепей
1 Цель работы: Изучение частотных характеристик простых электрических цепей при действии источника гармонической электродвижущей силы (ЭДС).
2 Оборудование: генератор звуковых колебаний, кассета фпз – 09, осциллограф, соединительные провода.
3 Содержание работы
3.1 Изучить теоретический материал.
3.2 Собрать измерительную установку согласно схемы (рисунок 13).
3.3 Из формулы для коэффициента передачи
,
используя выражения для полного сопротивления рассчитайте частоту, при которой коэффициент К для цепей (R-C) и (R-L) принимает значение 0,7 и сравните результаты с экспериментом.
3.4 Для исследуемых электрических цепей: (R1-R),(R-C) и (R-L) снимите частотные характеристики. Результаты занесите в таблицу подобную таблицам 1, 2, 3.
3.5 Сравнить результаты измерений с результатами теоретических расчетов.
3.6 Проведите измерения фазовых характеристик для различных цепей в диапазоне частот от 1 до 20 кГц и результаты занесите в таблицы 4 и 5.
3.7 Оформить отчет.
4.Теоретические предпосылки работы
4.1 Электромагнитные колебания и волны
Колебательные и волновые процессы, изучаемые в различных разделах физики, проявляют удивительную общность закономерностей. Колебания груза на пружине и процессы в электрическом колебательном контуре, колебания столба воздуха в органной трубе и ход механических часов, распространение света и звуковых волн и т. д. – все эти явления протекают очень похожим образом. Однако, они имеют различную физическую природу. Чтобы решить, например, задачу о колебаниях груза на пружине, нужно знать законы Ньютона, решение задачи о колебаниях в электрическом контуре требует знания законов электродинамики. Но математические уравнения, описывающие процессы, происходящие в этих двух системах, оказываются одинаковыми. Аналогично обстоит дело и с волновыми процессами.
Общность колебательных и волновых закономерностей проявляется в общности математических уравнений, описывающих процессы различной физической природы.