5.1. Собрать схему цепи несимметричного пассивного четырехполюсника рис. 5.
Установить заданные по табл.1 величины R, L, C, из миниблоков резисторов и реактивных элементов. Включить автоматический выключатель QF блока МОДУЛЬ ПИТАНИЯ и тумблеры СЕТЬ модуля ГЕНЕРАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЙ и блока мультиметров. Переключатель ФОРМА модуля ГЕНЕРАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЙ – ГЕНЕРАТОР НАПРЯЖЕНИЙ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ФОРМЫ установить в положение ~. Настроить генератор на частоту f по табл.1 и действующее значение напряжения В. Записать данные в табл. 2 протокола измерений.
5.2. Подключив ГЕНЕРАТОР НАПРЯЖЕНИЙ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ФОРМЫ к первичным зажимам 1 и 1' четырехполюсника выполнить опыт прямого холостого хода, для чего разомкнуть зажимы 2 и 2'. Экспериментально определить модуль комплексного сопротивления .
.
Для измерения действующих значений напряжения U 1 и тока I 1 использовать мультиметры. Опытные данные занести в табл. 2 протокола измерений.
5.3. Произвести опыт короткого замыкания, для чего замкнуть зажимы 2 и 2' проводником, и повторить все измерения п.4.2. Экспериментально определить модуль комплексного сопротивления . Опытные данные занести в табл. 2 протокола измерений.
|
|
5.4. Поменять местами входные 1 − 1′ и выходные 2 − 2′ зажимы. Выполнить опыты обратного холостого хода и короткого замыкания. Экспериментально определить модули комплексных сопротивлений и . Измеренные значения занести в табл. 2.
; .
5.5. Сравнить полученные значения , , , с полученными в п. 3.2. Проверить соотношение (25).
5.6. Собрать схему симметричного четырехполюсника по п. 4.3 (рис. 6). Опытным путем (из опытов ХХ и КЗ) определить сопротивления , , этого четырехполюсника, а по ним, используя (29) коэффициенты . Данные занести в табл.4. Сравнить их с расчетными значениями по табл.3.
5.7. Из миниблоков резисторов взять потенциометр -переменное сопротивление, подключить к нему мультиметр, включенный на измерение сопротивления - рис. 7. Установить по мультиметру сопротивление потенциометра равное характеристическому, рассчитанному в п. 4.3. Поключить его к зажимам 2 − 2′ рис. 6. Экспериментальным путем убедиться в правильности расчета (см. п. 2.4). Данные занести в табл.5.
5.8. Опытным путем определить для рассматриваемого в предыдущем пункте четырехполюсника его коэффициент передачи, используя (24), и сравнить полученное значение с расчетным в п. 4.3. Данные занести в табл. 5.
5.9. Протокол к лабораторной работе с измерениями измерений утвердить у преподавателя.
5.10. Выключить QF блока МОДУЛЬ ПИТАНИЯ и тумблеры СЕТЬ модуля ГЕНЕРАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ и блока мультиметров.
Содержание отчета
Отчет должен содержать титульный лист установленного образца, цель работы, схему лабораторного стенда, таблицы, результаты измерений и расчетов, а также результаты сравнения результатов, полученных расчетным и экспериментальным путем, выводы.
|
|
Контрольные вопросы
6.1. Что такое пассивный четырехполюсник?
6.2. Какой четырехполюсник называется симметричным?
6.3. Как проводятся опыты холостого хода и короткого замыкания? Что при этом должно быть измерено?
6.4. Как проводится измерение сдвига по фазе между током и напряжением?
6.5. Сколькими независимыми параметрами (коэффициентами) характеризуется пассивный четырехполюсник?
6.6. Изложите суть характеристического сопротивления и коэффициента передачи симметричного четырехполюсника.
6.7. Какие бывают соединения четырехполюсников?
6.8. Может ли в активном четырехполюснике активная мощность на выходе быть больше активной мощности на его входе?
Приложение
Протокол к лабораторной работе №10
«Исследование пассивных линейных четырехполюсников»
1. Цель работы:
Подготовка к работе
Таблица исходных данных
№ бригады | R, Ом | L, мГн | C, мкФ | f, кГц | R 1, кОм | R2, кОм | R 3, кОм |
Предварительный расчет коэффициентов Т-образного четырехполюсника:
.
Проверка правильность расчета
Определение сопротивлений холостого хода и короткого замыкания со стороны первичных и вторичных зажимов четырехполюсника:
= =
Проверка правильность расчета:
Предварительный расчет коэффициентов П-образного четырехполюсника:
.
Определение характеристического сопротивления и коэффициента передачи четырехполюсника
,
Выполнение работы
Рис. 5. Схема исследуемой цепи
Таблица 2
Опытные данные при U 1=____В и f = _________Гц | Расчетные данные | ||||
Режим | U, В | I,А | Z, Ом | Z, Ом | |
Прямое включение | Х.Х. | ||||
К.З. | |||||
Обратное включение | Х.Х. | ||||
К.З. |
Примечание: индексы Х.Х. – обозначают режим холостого хода, К.З. – режим короткого замыкания
Комплексные сопротивления из протокола измерений:
Проверка соотношений:
Рис. 6. Схема исследуемой цепи
Таблица 3
Расчетные данные | |||||
A | B, Ом | C, См | D | ZС | g |
Таблица 4
Опытные данные при U 1=____В | |||||||||
Режим | U, В | I, А | Р, Вт | Z, Ом | A | B, Ом | C, См | D | |
Прямое включение | Х.Х. | ||||||||
К.З. | |||||||||
Обратное включение | Х.Х. | ||||||||
К.З. |
Расчет комплексных сопротивления из протокола измерений:
; ; ; .
Определение коэффициентов П- образного четырехполюсника:
Таблица 5
Опытные данные при U 1=____В, Z С=__________, Ом | ||||||
Режим | U ВХ, В | I ВХ, А | ZВХ= U ВХ /I ВХ, Ом | U ВЫХ, В | g= ln(U ВХ /U ВЫХ) | |
Прямое включение | ||||||
Обратное включение |
Рис.7. Схема подключение мультиметра для установки сопротивления