Экспериментальная часть.

Подготовка к выполнению работы.

Электрические цепи при гармоническом воздействии

1. Цель работы.

Изучение электрических цепей, содержащих резисторы R, индуктивно-

сти L и емкости С при гармоническом (синусоидальном) воздействии.

При подготовке к работе необходимо изучить поведение R, L, C при различных способах включения (последовательное, параллельное, смешанное).

3.1. Собрать схему последовательной RL -цепи (рис. 2).

Рис. 2

3.2. Установить значение сопротивления резистора R равным 100 + n ⋅10

(Ом), где n – номер лабораторного стенда; L = 2 мГн.

3.3. Установить напряжение источника E 10 В и частоту f = 5 кГц. Кон-

троль напряжения осуществляется вольтметром, подключенным к к

точкам 1 – 1¢схемы.

3.4. Измерить вольтметром напряжения на резисторе U R

и катушке ин-

дуктивности U L

и записать показания в таблицу 3.

Таблица 3

	Е	U R	U L	I R	I L
f = 5 кГц	В	В	В	мА	мА
f = 10 кГц

При правильном измерении должно выполняться равенство

2 2

E = U R + U L, т.к. U R

и U L

сдвинуты по фазе на 90° (на p

2).

Зная значение R и

X L = w L = 2p fL, определить по закону Ома ток в

резисторе

I R и катушке I L

(I R = U R

R, I L = U L

X L) и убедиться что

они совпадают (т.к. R и L соединены последовательно). Значения то- ков измерить амперметром и записать в таблицу 3. Сравнить с рас- считанными значениями.

3.5. Увеличить частоту f в 2 раза (т.е. установить f = 10 кГц) и произвести все измерения и расчеты по п. 3.4. Данные измерений занести в таб- лицу 3. (Обратить внимание на изменение тока и напряжений на эле- ментах цепи, обусловленные увеличением в 2 раза сопротивления X L).

3.6. Собрать схему последовательной RC -цепи (рис. 3). Установить

R =100 + n ⋅10

(Ом), С = 100 нФ, частоту и напряжение на источнике

Е согласно п. 3.3.

Рис. 3

3.7. Произвести измерения напряжений U R

и U C

и расчет тока в цепи на

частотах f = 5 кГц и f = 10 кГц (см. п.п. 3.4, 3.5). Данные измерений и расчетов занести в таблицу 4.

Таблица 4

	Е	U R	UС	I R	IС
f = 5 кГц	В	В	В	мА	мА
f = 10 кГц

(Учесть, что реактивное емкостное сопротивление равно

=11 2p fC и с ростом частоты уменьшается).

X C =1 w C =

3.8. Собрать схему RLC -цепи (рис. 4), добавив в схему предыдущего опы-

та (рис. 3) катушку индуктивности

L = 2

мГн. Установить частоту и

напряжение источника Е согласно п. 3.3.

Рис. 4

3.9. Произвести измерения напряжений U R, U L, U C

и расчет тока в цепи

на частотах f = 5 кГц и f = 10 кГц (см. п.п. 3.4, 3.5). Данные измере-

ний и расчетов занести в таблицу 5.

Таблица 5

	Е	U R	U L	UС	I R	I L	IС
f = 5 кГц	В	В	В	В	мА	мА	мА
f = 10 кГц

Учесть, что в данной цепи E =

U 2 +(U - U

)2. Обратить внимание

R L C

и уметь объяснить изменения напряжений и тока в цепи, обусловлен-

ные частотной зависимостью сопротивлений

Дата добавления: 2017-02-01