С помощью уравновешенных мостов

Измерение комплексных сопротивлений

При измерении комплексного сопротивления наиболее полную информацию о модуле, угле и характере сопротивления можно получить, используя уравновешенный мост переменного тока.

Четыре плеча моста переменного тока образуются четырьмя сопротивлениями, в одну диагональ включается источник (генератор), в другую - индикатор (рис. П.2.1, а).

При уравновешивании моста

Z ₁ Z ₃ = Z ₂ Z ₄. (П.2.1)

Уравнение (П.2.1) выражает два условия равновесия моста:

1) произведение полных сопротивлений одной пары противолежащих плеч должно быть равно произведению полных сопротивлений другой пары:

½ Z ₁ Z ₃½ = ½ Z ₂ Z ₄½; (П.2.2)

2) сумма фазных углов одной пары комплексных сопротивлений противолежащих плеч должна быть равна сумме фазных углов комплексных сопротивлений другой пары:

j ₁ + j ₃ = j ₂ + j ₄. (П.2.3)

Равновесие моста переменного тока (МПТ) определяется двумя уравнениями – (П.2.2) и (П.2.3), поэтому для достижения равновесия необходима регулировка не менее двух параметров схемы, в попеременном изменении которых и заключается уравновешивание моста.

Если два из трех сопротивлений сделать резистивными, то мостовую схему можно использовать для измерения комплексных сопротивлений Z _х. Для измерения сопротивлений, имеющих емкостный характер, следует применить схему, приведенную на рис. П.2.1, б. Приняв для формулы (П.2.1) условие Z ₁ = Z ₂ = R, при любых значениях R получаем выражение:

. (П.2.4)

Для измерения сопротивлений индуктивного характера целесообразно применять схему, приведенную на рис. П.2.1, в.

При Z ₁ = Z ₂ = R из уравнения (П.2.1) получаем формулу:

. (П.2.5)

а б в

Рис. П.2.1. Схемы измерения сопротивлений с помощью

уравновешенного моста переменного тока

Метод измерения сопротивления с помощью уравновешенного моста в лаборатории реализован в программном продукте «Лабораторные работы по ТЛЭЦ». При необходимости физической реализации список приборов, используемых в лабораторной работе 1, следует дополнить магазином емкостей и принять R = 316 Ом.

Последовательность определения комплексных сопротивлений с помощью уравновешенных мостов, моделируемых на ПЭВМ:

1) из списка лабораторных работ выбрать требуемую, задать необходимые начальные условия (длину линии или параметры корректирующего контура);

2) проверить правильность исходных данных, нажав клавишу «пробел»;

3) ознакомиться с условными обозначениями шкал магазинов сопротивлений (R_э) и емкостей (С_э), а также с «помощью» (Н) и типом включения;

4) задать режим «КЗПР» и частоту (по указанию преподавателя), установить ожидаемый характер измеряемого сопротивления («Инд./емк.»);

5) Уравновесить мост, изменяя R _э и С _э, добиваясь минимального показателя индикатора. Точность измерений удовлетворительна, если изменение третьей значащей цифры значений R _э и С _э вызывает изменение показания индикатора.

6) Обработать экспериментальные данные, применяя формулы (П.2.4) и (П.2.5).

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Дата добавления: 2015-06-27