Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Исследование резонанса в одиночных колебательных контурах

Лабораторная работаПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Рис. 6. Зависимость тока от частоты сигнала Рис. 7. Зависимость напряжения на реактивных элементах от частоты сигнала Определение добротности Q: Добротность последовательного контура зависит от величины активного сопротивления и возрастает с уменьшением сопротивления. Реактивные сопротивления ёмкости и индуктивности и полное сопротивление цепи определяются по формулам: Рис. 5. Зависимость… Читать ещё >

Исследование резонанса в одиночных колебательных контурах (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники Кафедра теоретических основ электротехники Отчёт по лабораторной работе № 4

ПО ТЕМЕ: «ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЗОНАНСА В ОДИНОЧНЫХ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ КОНТУРАХ»

Выполнил:

Студент группы 851 003

Куликов С.С.

Проверил:

Преподаватель Коваленко В.М.

Минск, 1999

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Экспериментально исследовать частотные и резонансные характеристики последовательного контура, влияние активного сопротивления на вид резонансных кривых. Ознакомиться с настройкой последовательного контура на резонанс с помощью ёмкости.

2. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ КОНТУР Рис. 1. Схема цепи Таблица-1 («Исходные данные»)

U, В

rk, Ом

Lk, Гн

C, мкФ

W, витков

3,0

0,25

3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ Определение угловой частоты:

Определение циклической частоты:

Определение характеристического сопротивления:

Определение добротности:

;

Резонансная характеристика тока:

;

Величина тока при резонансе:

Рис. 2. Резонансная кривая тока.

Частотная характеристика напряжения на ёмкости:

;

Резонансная частота напряжения на ёмкости:

Напряжение на конденсаторе при резонансе:

;

Частотная характеристика напряжения на индуктивности:

;

Резонансная частота напряжения на индуктивности:

Напряжение на индуктивности при резонансе:

Полное сопротивление контура:

Рис. 3. Резонансные кривые напряжений на ёмкости и индуктивности

4. ПРАКТИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ Рис. 4. Схема Таблица 2.

Зависимость тока и напряжений на индуктивности и ёмкости от частоты при r1=0

f0, Гц

I (f), мА

UC (f), B

3,5

3,9

4,5

6,5

9,3

14,3

20,1

UL (f), B

0,5

0,9

1,6

3,9

6,3

11,2

19,7

f0, Гц

I (f), мА

UC (f), B

16,7

8,2

4,2

3,1

2,1

1,2

0,7

UL (f), B

14,3

12,1

7,1

6,1

4,9

4,1

3,9

Таблица 3.

Зависимости тока и напряжений на индуктивности и ёмкости от частоты при r1<>0

f0, Гц

I (f), мА

UC (f), B

3,4

3,8

4,8

7,1

8,1

10,1

11,1

UL (f), B

0,4

0,8

1,9

4,9

5,7

8,3

10,1

f0, Гц

I (f), мА

7,9

UC (f), B

9,7

5,6

3,5

2,4

1,8

1,1

0,6

UL (f), B

9,9

7,9

6,2

5,2

4,7

4,0

3,8

Частотные характеристики Xc (f), XL (f), ZK (f).

Реактивные сопротивления ёмкости и индуктивности и полное сопротивление цепи определяются по формулам:

Рис. 5. Зависимость реактивных сопротивлений элементов и полного сопротивления цепи от частоты.

Таблица 4.

Зависимость реактивных сопротивлений элементов и полного сопротивления цепи от частоты при r1=0.

f, Гц

XC (f), кОм

0,64

0,46

0,35

0,29

0,27

0,25

0,23

XL (f), кОм

0,07

0,11

0,14

0,17

0,19

0,20

0,22

Z (f), кОм

0,56

0,33

0,22

0,12

0,09

0,05

0,04

f, Гц

XC (f), кОм

0,21

0,19

0,17

0,15

0,14

0,12

0,11

XL (f), кОм

0,24

0,27

0,29

0,33

0,36

0,42

0,47

Z (f), кОм

0,04

0,09

0,14

0,18

0,23

0,30

0,37

Характеристическое сопротивление .

Характеристическое сопротивление контура определяется по точке пересечения частотных характеристик на частоте 142 Гц. В точке пересечения реактивные сопротивления катушки индуктивности и ёмкости равны между собой и составляют примерно 210−220 Ом. Теоретическое расчётное значение характеристического сопротивления и экспериментальное значение совпадают с достаточной точностью.

Резонансные характеристики контура I (f), UK (f), UC (f):

Рис. 6. Зависимость тока от частоты сигнала Рис. 7. Зависимость напряжения на реактивных элементах от частоты сигнала Определение добротности Q:

а) При r1=0

По напряжениям на катушке индуктивности и ёмкости в момент резонанса. f0=142 Гц

;

По ширине полосы пропускания резонансной кривой тока на уровне

I=0,7I0=0,787= 60 мА.

б) При r1=50 Ом По напряжениям на катушке индуктивности и ёмкости в момент резонанса

f0=142 Гц.

;

По ширине полосы пропускания резонансной кривой тока на уровне

I=0,7I0=0.7*53= 36 мА.

По отношению характеристического и активного сопротивлений контура.

Векторная диаграмма тока и напряжений для частоты f

f=130 Гц, mU=2 В/см.

Векторная диаграмма тока и напряжений для частоты f=f0

f=142 Гц, mU=2 В/см, Ur1=U

Векторная диаграмма тока и напряжений для частоты f>f0

f=150 Гц, mU=2 В/см Таблица 5.

Зависимости тока и напряжений на катушке и конденсаторе от ёмкости (f=100 Гц).

C, мкФ

I©, мА

7,5

12,5

13,8

UC (f), B

3,4

3,5

3,7

3,8

4,1

4,6

6,5

7,5

8,3

9,5

UL (f), B

0,1

0,3

0,6

1,2

1,6

2,1

3,8

5,1

6,2

8,1

C, мкФ

I©, мА

UC (f), B

9,8

10,3

6,9

6,1

5,1

4,2

4,1

UL (f), B

8,4

9,5

9,5

8,8

8,3

7,5

7,2

7,1

Рис. 8 Частотные характеристики тока и напряжений последовательного контура на частоте 100 Гц при изменении ёмкости ВЫВОД Последовательный контур представляет собой электрическую цепь, состоящую из последовательно соединённых активного сопротивления, ёмкости и индуктивности. Резонанс напряжений в последовательной цепи возникает на частоте, при которой реактивные сопротивления ёмкости и индуктивности равны. На резонансной частоте сопротивление последовательного контура минимально и равно активному сопротивлению цепи. Падения напряжений на ёмкости и индуктивности и ток в цепи достигают максимальных значений.

На частотах, ниже резонансной, сопротивление последовательного контура имеет ёмкостной характер. На частотах, выше резонансной, индуктивный характер.

Добротность последовательного контура зависит от величины активного сопротивления и возрастает с уменьшением сопротивления.

Резонанс напряжений в последовательном контуре достигается изменением реактивных параметров схемы или частоты сигнала. Изменение ёмкости наиболее применяемый способ достижения резонанса.

Показать весь текст
Заполнить форму текущей работой