3.3.3. Исследование цепи с последовательным соединением r, l, с элементов

С обрать схему в соответствии с рис. 2.5. Параметры катушек индуктивности выбрать те же, что и в первом опыте. Емкость конденсатора задается преподавателем. Первым каналом осциллографа измерять напряжение U₁ всей цепи, вторым каналом – напряжение U₂, снимаемое с резистора R₁.

Подготовить для заполнения таблицу.

№ п/п	f, Гц	Um2, В	UmC, В	Im1, мА
1
………………………………………………………………….
10

Напряжение U₂ пропорционально току цепи, соответственно сдвиг фаз между напряжениями U₁ и U₂ является сдвигом фаз φ между током и напряжением.

Измерить амплитуду U_m1 напряжения U₁. Изменяя частоту f генератора, обеспечить резонанс напряжений, чему соответствует нулевой сдвиг фаз между напряжением и током. Записать в таблицу значение резонансной частоты f₀ и амплитуду U_m2 напряжения U₂.

Занести в таблицу величины U_m2 при различных значениях частот, меньших и больших f₀.

Изменить схему подключения осциллографа для измерения напряжения на конденсаторе. Занести в таблицу величину амплитуды напряжения конденсатора U_mC при тех же значениях частоты f, что и в предыдущем опыте.

Вычислить амплитуду тока цепи I_m1. Построить график зависимостей I_m1 и U_mC от частоты f.

Определить добротность резонансного контура и теоретическое значение резонансной частоты по формулам:

, .

Сравнить результаты теории и эксперимента.

Оформить отчет, который должен содержать: схемы исследуемых цепей, выполненные расчеты, экспериментальные данные.

4. Контрольные вопросы

4.1. Основные параметры синусоидальных величин.

4.2. Среднее значение периодической величины.

4.3. Действующее значение периодической величины.

4.4. Коэффициенты амплитуды и формы.

4.5. Мощности цепи переменного тока.

4.6. Операции с комплексными числами.

4.7. Изображение напряжения и тока на комплексной плоскости.

4.8. Ток и напряжение на активном сопротивлении. Мощность, выделяющаяся в активном сопротивлении.

4.9. Ток, напряжение, сопротивление и мощность цепи с идеальной индуктивностью при синусоидальном токе.

4.10. Ток, напряжение, сопротивление и мощность цепи с идеальной емкостью при синусоидальном токе.

4.11. Напряжение на участке цепи с последовательным соединением элементов R, L, C. Комплексное сопротивление. Треугольник сопротивлений.

4.12. Закон Ома в комплексной форме.

4.13. Векторные диаграммы при различных соотношениях индуктивного и емкостного сопротивлений.

4.14. Треугольник мощностей.

4.15. Резонанс напряжений.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Касаткин А.С. Электротехника: Учеб. для вузов / А.С. Касаткин, М.В. Нем­цов. 12-е изд. М.: Академия, 2008. 544 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1. ИССЛЕДОВАНИЕ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА 1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ 2.1. Основные понятия и определения 2.2. Законы Кирхгофа и Ома 2.3. Эквивалентные преобразования для сопротивлений 2.4. Мощность и энергия электрических цепей 2.5. Энергетический баланс в электрических цепях 3. ПРОГРАММА ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ 3.1. Описание лабораторного стенда 3.2. Предварительное задание 3.3. Программа работы 3.3.1. Исследование цепи при последовательном соединении элементов 3.3.2. Исследование цепи при смешанном соединении элементов 4. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОСТЕЙШИХ ЦЕПЕЙ СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА 1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ 2.1. Основные параметры синусоидальных величин 2.2. Среднее и действующие значения периодических величин 2.3. Коэффициенты амплитуды и формы периодических величин 2.4. Мощности цепи переменного тока 2.5. Основные понятия о символическом (комплексном) методе 2.6. Активное сопротивление при синусоидальном токе 2.7. Идеальная индуктивность при синусоидальном токе 2.8. Цепь с идеальной емкостью 2.9. Цепь с последовательным соединением элементов R, L, C 2.10. Резонанс напряжений 3. ПРОГРАММА ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ 3.1. Описание лабораторной установки 3.2. Предварительное задание 3.3. Программа работы 3.3.1. Определение параметров катушки индуктивности 3.3.2. Определение параметров конденсатора 3.3.3. Исследование цепи с последовательным соединением R, L, С элементов 4. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 1 1 1 6 8 9 10 10 10 12 12 12 13 14 15 15 15 15 16 18 19 20 22 23 25 27 29 31 31 31 32 32 33 34 35 35

ИССЛЕДОВАНИЕ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО И ОДНОФАЗНОГО СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторным работам № 1, 2 по дисциплине “Электротехника” для студентов направления подготовки

бакалавров 221000 «Мехатроника и робототехника»

(профиль «Промышленная и специальная робототехника»)

очной формы обучения

Составители:

Муконин Александр Константинович

Медведев Владимир Алексеевич

В авторской редакции

Компьютерный набор В.Н. Короткова

Подписано к изданию 20.12.2012.

Уч. - изд. л. 2,2. “С” .

ФГБОУ ВПО “Воронежский государственный технический университет”

394026 Воронеж, Московский просп., 14

40