К теоретическому и экспериментальному исследованию в настоящей лабораторной работе предлагается три цепи (рис.1.4). Номера исследуемых цепей для каждой бригады и условия проведения экспериментов приведены в табл.1.
Таблица 1.
| Номера бригад | Номера исследуемых цепей | L, мГн | C, нФ | R, Ом | Частота, кГц |
| Рис. 1.4, б, в. | 3,1 | ||||
| Рис. 1.4, а, в. | |||||
| Рис. 1.4, б, в. |
Описание лабораторной установки
В состав лабораторной установки входят: генератор стандартных сигналов, электронный осциллограф и лабораторный макет с набором необходимых элементов. Каждая бригада, получив задание, монтирует исследуемые цепи на наборной плате макета с помощью перемычек.
Задание на самоподготовку
В соответствии с исходными данными (табл.1) рассчитать амплитуды и начальные фазы напряжений на элементах заданной цепи и построить качественно векторные диаграммы.
Лабораторное задание
1. Подготовить измерительные приборы к работе, включить их и дать им прогреться. Установить выходное напряжение генератора 1 В.
2. Смонтировать на наборной плате RL (RC)-цепь. Произвести измерения напряжений ветвей, а также фазовых соотношений между ними.
3. Смонтировать на наборной плате RLC-цепь. Произвести измерения напряжений ветвей, а также фазовых соотношений между ними.
Содержание отчета
· Цель работы.
· Схемы исследуемых цепей и расчеты при самоподготовке.
· Функциональная схема лабораторной установки.
· Результаты экспериментального исследования (таблицы, графики и векторные диаграммы).
· Сравнение результатов расчета и эксперимента и выводы.
1.6. Контрольные вопросы
1. Дайте определение гармонического тока (напряжения).
2. Что понимается под амплитудным значением (амплитудой) гармонического тока (напряжения)?
3. Дайте определение периода гармонического тока (напряжения).
4. Что понимается под циклической (линейной) частотой гармонического тока (напряжения)? Укажите ее связь с периодом.
5. Что называется полной фазой (фазой) гармонического тока (напряжения)?
6. Дайте определение угловой частоты гармонического тока (напряжения). Укажите ее связь с циклической частотой и с периодом.
7. Что называется начальной фазой гармонического тока (напряжения)?
8. Как определяется фазовый сдвиг между двумя гармоническими токами (напряжениями)? Как определить какой из сигналов опережает другой или отстает от него по фазе и на сколько?
9. В чем состоит символический метод анализа линейных электрических цепей? В чем его преимущества?
10. Что называется комплексным мгновенным значением (комплексом) гармонического тока (напряжения)? Укажите связь между комплексом и мгновенным значением гармонического тока (напряжения).
11. Дайте определения комплексной амплитуды и комплексного действующего значения гармонического тока (напряжения).
12. Сформулируйте первый закон Кирхгофа для комплексных амплитуд. Приведите пример составления уравнения по данному закону. Обоснуйте выбор знака комплексной амплитуды тока ветви.
13. Сформулируйте второй закон Кирхгофа для комплексных амплитуд. Приведите пример составления уравнения по данному закону. Обоснуйте выбор знака комплексной амплитуды напряжения элемента контура.
14. Дайте определения комплексным сопротивлению и проводимости участка электрической цепи. Укажите, как определяется комплексное сопротивление (или проводимость) сложного двухполюсника.
15. Какой физический смысл имеют модуль и аргумент комплексных сопротивления и проводимости?
16. В чем состоит задача анализа линейной электрической цепи в установившемся гармоническом режиме? Как определяется число уравнений, которое необходимо составить для решения данной задачи в соответствии с законами Кирхгофа для комплексных амплитуд?
Литература
1. Атабеков Г. И. Основы теории цепей: Учебник для вузов. - Москва, «Энергия», 1969 г., 424 с.
2. Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: Учебник. – Москва: «Гардарики», 2002 г. – 638 с.
3. К. С. Демирчян, Л. Р. Нейман, Н. В. Коровкин, В. Л. Чечурин. Теоретические основы электротехники: Учебник для вузов. т. 1-2 – СПб.: «Питер», 2006 г. – 463 (576) с.
4. Зевеке Г. В., Ионкин П. А., Нетушил А. В., Страхов С. В. Основы теории цепей: Учебник для студентов электротехн. спец. - Москва, «Энергоатомиздат», 1989 г., 528 с.
5. Матханов П. Н. Основы анализа электрических цепей. Линейные цепи: Учебное пособие для вузов. – Москва: «Высшая школа», 1972 г. – 336 с.
6. Новгородцев А. Б. Теоретические основы электротехники. 30 лекций по теории электрических цепей: Учебное пособие. – СПб.: «Питер», 2006 г. – 576 с.
7. Попов В. П. Основы теории цепей: Учебник для вузов спец. «Радиотехника». – Москва: «Высшая школа», 1985 г. – 496 с.