Основы теории цепей. Лабораторная работа №3. Резонансы напряжений и токов в электрических цепях. Вариант 3. 2020 год

Основы теории цепей. Вариант 3.

Лабораторная работа 3.

Резонансы напряжений и токов в электрических цепях.

1. Цель работы
Исследование явления резонанса в последовательном и парал-лельном контурах, их частотных характеристик, влияния нагрузки на свойства контуров.

2. Подготовка к выполнению работы
При подготовке к работе необходимо изучить явления электриче-ского резонанса в последовательном и параллельном контурах, ос-новные расчетные соотношения, частотные характеристики конту-ров, влияние нагрузки на свойства контуров (параграфы 4.1, 4.2, 4.3 электронного учебника).

3. Теоретическое исследование
3.1. Исследовать работу схемы последовательного колебательно-го контура, подключенного к источнику переменного напряже-ния E (рис. 3.1).

Рисунок 3.1

3.2. Задать следующие номиналы элементов:
R=20 Ом, L=2 мГн, C=50+Nx5 нФ,
где N – номер варианта (последняя цифра пароля)

3.3. Задать напряжение источника Е=1 В (частота задается в соот-ветствии с пунктом 3.4).

3.4. Определить (рассчитать) частотную характеристику ненагру-женного последовательного контура в диапазоне частот, включающем в себя резонансную частоту f0.
Резонансная частота fp определяется по формуле

Остальные частоты можно получить, изменяя частоту f в обе сто-роны от резонансной через 0,5 кГц. При исследовании (расчете) взять 5 точек ниже частоты резонанса и пять точек выше частоты резонанса.
Рассчитать амплитудно-частотную характеристику H(f) контура.
Данные исследования (расчета) записать в таблицу 3.1
Таблица 3.1
Частота, кГц f1 f2 f3 f4 f5 f0 f7 f8 f9 f10 f11
           
Rн= хх H(f)           
Rн=1 кОм H(f)           
По результатам расчетов построить Амплитудно-частотную харак-теристику (АЧХ) H(f), определить по ней полосу пропускания SA кон-тура (на уровне 0,707Н0) и рассчитать значение добротности полу-ченного ненагруженного контура

3.5. Рассчитать частотную характеристику нагруженного последо-вательного контура. Для этого подключите к выходу контура (параллельно индуктивности L) сопротивление нагрузки Rн величиной 1 кОм (рисунок 3.2).

Рисунок 3.2
Проделать все расчеты и построение графика согласно п.
3.4. Дан-ные измерений занести в таблицу 3.1. По результатам исследова-ний сделать вывод о влиянии Rн на избирательные свойства после-довательного контура, его эквивалентную добротность, полосу про-пускания.

4. Параллельный контур

4.1. Исследовать работу схемы параллельного колебательного контура, подключенного к источнику тока J с большим внут-ренним сопротивлением (рисунок 4.1)

Рисунок 3.3

4.2. Задать следующие номиналы элементов:
R=20 Ом, L=2 мГн, C=50+Nx5 нФ.
где N – номер варианта (последняя цифра пароля)
Задать ток источника тока J=10 мА.

4.3. Рассчитать частотную характеристику напряжения UК(f) = Uвых(f) ненагруженного (RН отключено) параллельного кон-тура в диапазоне частот, включающем в себя резонансную частоту f0. Расчет резонансной частоты произвести по фор-муле:

Остальные частоты определяются так же, как и в п. 3.4.
Рассчитать значения частотной характеристики контура на каждой частоте. Данные расчета записать в таблицу 3.2.
Таблица 3.2.
Частота, кГц f1 f2 f3 f4 f5 f0 f7 f8 f9 f10 f11
           
Rн= хх UК(f)           
Rн=1 кОм UК(f)           
По результатам расчета построить частотную характеристику (резонансную кривую) Uк(f), определить по ней полосу пропус-кания SА контура (на уровне 0,707UК0) и рассчитать значение добротности Q полученного ненагруженного контура

4.4. Рассчитать частотную характеристику UК(f) = Uвых(f) нагру-женного параллельного контура. Для этого подключить парал-лельно к выходу контура (рисунок 3.3) сопротивление нагруз-ки Rн. Установить на нем значение сопротивления 1 кОм.
Проделать все измерения, построение графика и расчеты со-гласно п. 4.3. Данные измерений занести в таблицу 4.1. По ре-зультатам исследования и расчетов сделать вывод о влиянии Rн на избирательные свойства параллельного контура, его эк-вивалентную добротность, полосу пропускания.

5. Требования к отчету
Отчет должен содержать:
 схемы исследуемых цепей;
 данные элементов схемы;
 теоретический расчет параметров и характеристик иссле-дуемых последовательного и параллельного колебатель-ных контуров (ненагруженных и нагруженных);
 таблицы измеренных величин;
 графики частотных характеристик ненагруженного и нагру-женного последовательного и параллельного контуров;
 подробные выводы по результатам исследования, в том числе оценка влияния генератора и нагрузки на избира-тельные свойства контуров.

Уважаемый слушатель, дистанционного обучения,
Оценена Ваша работа по предмету: Основы теории цепей
Вид работы: Лабораторная работа 3
Оценка: Зачет
Дата оценки: 04.03.2020
Рецензия: Уважаемый ................................,

Журавлева Ольга Борисовна