Частотные характеристики резонансного контура

2.2.5.1. Переведите ключ К в замкнутое положение (.

2.2.5.2. Установите мини блоки схемы (рис. 8) в соответствии с номером Вашего стенда (таблица 2).

2.2.5.3. Заполните первую строку таблицы 4 (кроме значений ).

2.2.5.4. Изменяя частоту генератора, добиться резонанса (по минимальному абсолютному значению угла сдвига фаз). Занести в таблицу 4 резонансную частоту , резонансный ток , угол сдвига фаз  и напряжение на конденсаторе .

2.2.5.5. Изменяя частоту в меньшую сторону, добейтесь уменьшения тока до уровня . Запишите полученную частоту , ток, угол сдвига фаз и напряжение на конденсаторе в столбец .

2.2.5.6. Изменяя частоту в большую от  сторону, добейтесь значение тока . Запишите полученную частоту , ток, угол и напряжение на конденсаторе в столбец .

2.2.5.7. Вычислите шаг  изменения частоты для частот меньших резонансной частоты , и шаг  для частот больших резонансной частоты. Занесите вычисленные значения в первую строку таблицы 4.

2.2.5.8. Проведите необходимые измерения для остальных частот.

2.2.5.9. Вычислите для всех частот отношение текущего тока к резонансному , полное сопротивление , отношение полного сопротивления к сопротивлению на резонансе  и занесите полученные значения в таблицу 4.

2.2.5.10. Вычислите ширину полосы пропускания  и занесите результат в таблицу 4.

2.2.5.11. Разомкните ключ К и проделайте измерения по пунктам 2.2.5.3 – 2.2.5.10, занося результаты в таблицу 5.

2.2.5.12. Постройте графики ,  и  в функции частоты по данным таблиц 4 и 5 в единой системе координат, рис. 11.

2.2.5.13. Постройте, рис. 12, векторную диаграмму напряжений для частот , ,  по данным таблицы 4. Векторная диаграмма должна отображать взаимное расположение входного напряжения , напряжения на балластном резисторе , напряжения на конденсаторе  и напряжения на катушке индуктивности . Вектор тока  на рис. 11 построен без соблюдения масштаба и ориентирован горизонтально вправо. При построении используйте масштабную линейку (рис. 12).

Для облегчения построений, по данным таблицы 4 заполните таблицу 6 и вычислите напряжение на балластном резисторе.

                                                                                         Таблица 6

	8	8	8

Пример построения векторной диаграммы показан на рис. 13:

 - отложите под углом  вектор входного напряжения (рис. 13 а);

 - отложите вектор  по направлению тока , а вектор  отстающим от тока на , причем таким образом, чтобы концы (стрелки) векторов  и  сходились в одной точке (рис. 13 б);

 - дополните систему векторов вектором  так, чтобы выполнялось уравнение  (рис. 13 в).

          а                                      б                                            в

Рис. 13. Порядок построения векторной диаграммы.

После выполнения всех расчетов результаты показать препода­вателю и, получив его разрешение, выключить питание стенда.

                                                                                                                                                                                                                                                          Таблица 3

№	Конфигурация цепи				Вычислено (теоретически)					Измерено					Вычислено по экспер. данным
									Q							Q
1	33		1	0
2	33		1
3	33		0,47	0
4	33		0,47
5	100		1	0
6	100		1
7	100		0,47	0
8	100		0,47

Таблица 4

Вариант №   Конфигурация цепи (ключ К замкнут):
						1
						1

                                                                                                                                                                                                               Таблица 5

Вариант №   Конфигурация цепи (ключ К разомкнут):
						1
						1

Рис. 11. Частотные характеристики последовательного резонансного контура.

Рис. 12. Векторные диаграммы.

ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ

Форма отчета или предоставляется студентам в электронном виде лектором потока, или копируется и распечатывается с сайта кафедры http://fn.bmstu.ru/learning-work-fs-7/laboratory-works-fs-7.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Почему в последовательной R-L-C цепи изменение емкости конденсатора приводит к изменению значения тока , коэффициента мощности , активной P и полной S мощностей?

2. Как добиться резонанса при последовательном соединении сопротивлений R-L-C элементов, и по каким признакам убедиться, что в цепи наступил резонанс?

3. В последовательной R-L-C цепи установлен режим резонанса напряжений. Сохранится ли резонанс, если:

а) параллельно конденсатору подключить активное сопротивление;

б) параллельно катушке индуктивности подключить активное сопротивление;

в) последовательно включить активное сопротивление?

4. В последовательной R-L-C установлен режим резонанса напряжений. Как изменится активная мощность, если:

а) последовательно включить активное сопротивление, конденсатор;

б) параллельно зажимам источника подключить активное сопротивление, конденсатор?

5. Как примерно изменятся графики, рис. 11, если уменьшить сопротивление ?

6. Объясните, как качественно изменится векторная диаграмма напряжений, построенная при , если увеличить частоту питающего напряжения?

7. Объясните, как качественно изменится векторная диаграмма напряжений, построенная при , если увеличить емкость ?

8. Что такое добротность резонансного контура? Объясните, как найти добротность по экспериментальным данным и по графикам.

9. Как изменится добротность последовательного контура (рис. 7) при замыкании ключа К?

10. Объясните, почему при резонансе напряжений, ток принимает максимальное значение?

ЛИТЕРАТУРА

Атабеков Г.И. Теоретические основы электротехники: учебник для вузов. В трех частях. Часть первая. М.: Издательство «Энергия», 1970. 592 с.

Борисов Ю.М., Липатов Д.Н., Зорин Ю.Н. Электротехника. СПб.: БХВ-Петербург, 2012. 551 с.

Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника центр «Академия», 2010. 544 с.