Группа ХХХХ.
Работу выполнил: студ. Иванов И.И.
Дата защиты:
Контрольный срок защиты:
Количество баллов:
СПб – 2013
Лист измерений к лабораторной работе 2
«Исследование явлений резонанса в линейных электрических цепях »
| Выполнил | студ. | Иванов И.И. | гр. | ХХХХ | Провел | Дата |
Параметры цепи и питающего напряжения
| U | ψ u | R | L к | R к | С |
| В | градус | Ом | мГн | Ом | мкФ |
| 2.2 |
Последовательная RLC -цепь
| f, Гц | j, градус | I, A | UR, B | U к, В | Uc, B |
| -63 | 0.25 | ||||
| -45 | 0.38 | ||||
| -18 | 0.49 | ||||
| f р= 530 | 0.5 | ||||
| 0.49 | |||||
| 0.42 | |||||
| 0.35 |
Цель работы – экспериментальное исследование частотных характеристик линейных двухполюсников, содержащих индуктивный и емкостной элементы и анализ резонансных режимов их работы.
I. Схемы измерений и перечень приборов
Схема лабораторной установки
Схемы измерений
Лабораторная установка содержит генератор типа Г6-15, усилитель типа 100У-101, амперметр, вольтметр, двухканальный осциллограф типа С1-83 и контактную панель. Схемы двухполюсников собирают с помощью магазина сопротивлений Р4830, магазина индуктивностей Р567 и магазина конденсаторов Р5025.
При выполнении лабораторной работы к зажимам «а1» и «б1» контактной панели стенда (см. Схема лабораторной установки) подключаются электрические цепи, собранные по схемам, представленным на (см. Схемы измерений).
II. Заполненные таблицы. Расчетные формулы и расчеты.
| f | U = 50 В; R 1= 70 Ом; R к= 30 Ом; L = 41 мГн; C = 2.2 мкФ | |||||||||
| Расчет | Эксперимент | |||||||||
| f 0р= 529.9 Гц; Q р= 1.365 | f 0э= 530 Гц; Q э= 1.36 | |||||||||
| j | I | UR 1 | U к | UС | j | I | UR 1 | U к | UС | |
| Гц | град | А | В | град | А | В | ||||
| -61.8 | 0.237 | 16.6 | 18.5 | 61.1 | -63 | 0.25 | ||||
| -42.8 | 0.367 | 25.7 | 37.6 | 69.9 | -45 | 0.38 | ||||
| -15.1 | 0.483 | 33.8 | 61.4 | 72.7 | -18 | 0.49 | ||||
| 0.5 | 68.2 | 0.5 | ||||||||
| 13.9 | 0.485 | 60.5 | 0.49 | |||||||
| 34.5 | 0.412 | 28.8 | 73.2 | 43.8 | 0.42 | |||||
| 47.3 | 0.339 | 23.8 | 31.5 | 0.35 |
f 0p=1/(2×p×Ö(L × C))=1/(2×p×Ö(41×10-3×2.2×10-6))=529.9 [Гц]
Q р=(Ö(L / C))/(R 1+ R к)=Ö(41×10-3/2.2×10-6)/(70+30)=1.365
Q э= U C0/ U =68/50=1.36
w =2×p× f [рад/с], XL = w×L [Ом], XC =1/(w×C) [Ом], R = R 1+ R к [Ом], Х = XL - XC [Ом], z =Ö(R 2+ X 2) [Ом], I = U / z [А], j= arctg (X / R) [°], UR = I×R [В], UC = I×XC [В], U к= I× Ö(R к2+ ХL 2) [В].
1) для f =280 [Гц]
w =2×p×280=1759 [рад/с], XL= 1759×41×10-3 = 72 [Ом], XC =1/(1759×2.2×10-6)=258 [Ом], R =70+30=100 [Ом], Х =72-258=-186 [Ом], z =Ö(1002+1862)=211 [Ом], I =50/211=0.237 [А], j= arctg (-186/100)=-61.8°, UR =0.237 × 70=16.6 [В], UC =0.237 × 258=61.1 [В], U к=0.237×Ö(302+722)=18.5 [В].
2) для f =380 [Гц]
w =2×p×380=2388 [рад/с], XL= 2388×41×10-3 = 98 [Ом], XC =1/(2388×2.2×10-6)=190 [Ом], R =70+30=100 [Ом], Х =98-190=-92 [Ом], z =Ö(1002+922)=136 [Ом], I =50/136=0.367 [А], j= arctg (-92/100)=-42.8°, UR =0.367 × 70=25.7 [В], UC =0.367 × 190=69.9 [В], U к=0.367×Ö(302+982)=37.6 [В].
3) для f =480 [Гц]
w =2×p×480=3016 [рад/с], XL= 3016×41×10-3 = 124 [Ом], XC =1/(3016×2.2×10-6)=151 [Ом], R =70+30=100 [Ом], Х =124-151=-27 [Ом], z =Ö(1002+272)=104 [Ом], I =50/104=0.483 [А], j= arctg (-27/100)=-15.1°, UR =0.483 × 70=33.8 [В], UC =0.483 × 151=72.7 [В], U к=0.483×Ö(302+1242)=61.4 [В].
4) для f =530 [Гц]
w =2×p×530=3330 [рад/с], XL= 3330×41×10-3 = 136 [Ом], XC =1/(3330×2.2×10-6)=136 [Ом], R =70+30=100 [Ом], Х =136-136=0 [Ом], z =Ö(1002+02)=100 [Ом], I =50/100=0.5 [А], j= arctg (0/100)=0°, UR =0.5 × 70=35 [В], UC =0.5 × 136=68 [В], U к=0.5×Ö(302+1362)=70 [В].
5) для f =580 [Гц]
w =2×p×580=3644 [рад/с], XL= 3644×41×10-3 = 149 [Ом], XC =1/(3644×2.2×10-6)=125 [Ом], R =70+30=100 [Ом], Х =149-125=24 [Ом], z =Ö(1002+242)=103 [Ом], I =50/103=0.485 [А], j= arctg (24/100)=13.9°, UR =0.485 × 70=34 [В], UC =0.485 × 125=60.5 [В], U к=0.485×Ö(302+1492)=74 [В].
6) для f =680 [Гц]
w =2×p×680=4273 [рад/с], XL= 4273×41×10-3 = 175 [Ом], XC =1/(4273×2.2×10-6)=106 [Ом], R =70+30=100 [Ом], Х =175-106=69 [Ом], z =Ö(1002+692)=121 [Ом], I =50/121=0.412 [А], j= arctg (69/100)=34.5°, UR =0.412 × 70=28.8 [В], UC =0.412 × 106=43.8 [В], U к=0.412×Ö(302+1752)=73.2 [В].
7) для f =780 [Гц]
w =2×p×780=4901 [рад/с], XL= 4901×41×10-3 = 201 [Ом], XC =1/(4901×2.2×10-6)=93 [Ом], R =70+30=100 [Ом], Х =201-93=108 [Ом], z =Ö(1002+1082)=147 [Ом], I =50/147=0.339 [А], j= arctg (147/100)=47.3°, UR =0.339 × 70=23.8 [В], UC =0.339 × 93=31.5 [В], U к=0.339×Ö(302+2012)=69 [В].
III. Графики характеристик I(f), U к (f), UC(f), UR(f), φ(f)
На графиках сплошной линией изображены экспериментально снятые характеристики, пунктирной линией – расчетные характеристики.
