Исследование установившегося синусоидального режима в простых цепях (лаба 6) / Обработка результатов эксперимента
.docx
Устанавливают |
Измеряют |
Вычисляют |
|||||||||
7,5 |
1,98 |
3,9 |
0,78 |
1,8 |
- |
-66 |
200 |
0,0459 |
- |
-66,5 |
|
15 |
1,89 |
6,24 |
1,25 |
1,46 |
- |
-47 |
200,3 |
0,0453 |
- |
-49,4 |
|
3,75 |
2 |
6,88 |
1,34 |
- |
0,24 |
36 |
194,7 |
- |
1,48 |
14,32 |
|
7,5 |
2 |
4,71 |
0,94 |
- |
0,23 |
57 |
199,5 |
- |
1,04 |
13,74 |
Обработка результатов эксперимента
1.Исследование установившегося синусоидального режима в RC и RL цепях
Для частоты в RC цепи
Для частоты в RC цепи
Для частоты в RL цепи
Для частоты в RL цепи
2. Исследование установившегося синусоидального режима в RLC цепях
Определим резонанс цепи, используя фигуру Лиссажу:
Устанавливают |
Измеряют |
Вычисляют |
|||||||
, кГц |
, В |
, мА |
, В |
, В |
, В |
,° |
,° |
||
8,5 |
2,01 |
8,4 |
2 |
4,012 |
3,998 |
0 |
0 |
||
15,9 |
2,01 |
2,82 |
0,632 |
2,531 |
0,631 |
-72,5 |
-71,6 |
||
4,25 |
2 |
2,64 |
0,633 |
0,634 |
2,55 |
63,5 |
71,5 |
Для RLC контура , f=8,5 кГц
Построим векторную диаграмму RLC- контура
Получившиеся углы близки к измеренным
Для RLC контура , f=15,9 кГц
Построим векторную диаграмму RLC- контура
Получившиеся углы близки к измеренным
Для RLC контура , f=4,25 кГц
Построим векторную диаграмму RLC- контура
Получившиеся углы близки к измеренным
Ответы на вопросы:
1.Почему ?
Потому что ток емкостного элемента опережает напряжение и общее напряжение вычисляется по формуле:
2.Почему с ростом частоты значения и увеличились, а и уменьшились? Изменились ли ?
Потому что обратно пропорционально частоте, поэтому при увелечении частоты уменьшается , что ведёт к уменьшению и увелечению , ток увеличивается и уменьшается угол опережения напряжения. и – константы.
3.Почему ?
Потому что ток индуктивного элемента отстаёт напряжение и общее напряжение вычисляется по формуле:
4.Почему с уменьшением частоты значения и увеличились, а и уменьшились? Изменились ли ?
Потому что прямо пропорционально частоте, поэтому при уменьшении частоты уменьшается , что ведёт к уменьшению и увелечению , ток увеличивается и уменьшается угол отставания от напряжения. и – константы.
5.Почему ?
Потому что ток индуктивного элемента отстаёт напряжение, а ток и емкостного элемента опережает напряжение и общее напряжение вычисляется по формуле:
6. Почему с увеличением частоты значения , , уменьшились, а и увеличились?
И ток, и угол в RLC-цепи зависит от квадрата частоты, поэтому при увеличении частоты ток падает (так как вырос знаменатель), а угол растет (так как вырос числитель), напряжение на R и L, -элементах увеличились по закону Ома.
Наибольшее значение тока наблюдаем при резонансной частоте, так как последовательно включенные L и C-элементы, на резонансной частоте представляют собой короткое замыкание.
Вывод:
Угол фазового сдвига и напряжения на R,L,C-элементах в RL,RC,RLC – цепях в УСР зависят от частоты, так как от частоты зависят комплексные сопротивления цепей:
, и ток в контуре
От чего, соответственно, по закону Ома, имеем зависимость напряжения от значения тока. При увеличении частоты ток уменьшается, а угол фазового сдвига увеличивается. Наибольшее значение тока в RLC-контуре наблюдаем при резонансной частоте.