Завдання до виконання лабораторної роботи. 3. 1. Розробити структурну схему для визначення параметрів і характеристик послідовного контура; в схему включити елементи коливального контура (див

 

3.1. Розробити структурну схему для визначення параметрів і характеристик послідовного контура; в схему включити елементи коливального контура (див. рис. 1), генератор гармонійних коливань та прилади для вимірювання напруги, струму і частоти коливань.

3.2. По заданій викладачем резонансній частоті (у діапазоні 1 10 кГц) розрахувати необхідні значення індуктивності і ємності контура.

Керуючись розробленою структурною схемою (п. 3.1) зібрати експериментальний стенд для дослідження послідовного коливального контура.

 

3.3. Після перевірки схеми викладачем напругу мережі живлення подати на прилади і потім ввімкнути їх.

3.5. Змінюючи частоту генератора експериментально визначити залежність струму в контурі від частоти для двох різних значень активного опору .

На різних частотах напругу на виході генератора обов’язково треба підтримувати незмінною. Частоту резонансу визначити по максимуму струму в контурі. На резонансній частоті виміряти напругу на індуктивності, напругу на ємності і напругу на активному опорі .

3.6. Побудувати експериментальні залежності струму від частоти. Порівняти експериментальне значення резонансної частоти із розрахунковим (п. 3.2.), зробити розрахунок похибки.

3.7. Обчислити значення характеристичного опору і добротності контура для двох значень активного опору (опір слід знайти як , де – вихідна напруга генератора, – струм у контурі при резонансі).

3.8. Побудувати векторну діаграму напруг і струму при резонансі (див. рис. 2в). Порівняти напруги на індуктивності і ємності, зробити висновок щодо виду резонансу у послідовному контурі.

3.9. Побудувати розрахункову частотну характеристику відносного опору контура (рис. 3) та його фазочастотну характеристику φ(ω) (рис. 4); при побудові використати формули (6) та (7) та експериментальне значення резонансної частоти .

3.10. Побудувати експериментальну і розрахункову по формулі (10) АЧХ контура для мінімального значення активного опору . За результатами порівняння експериментальної АЧХ і розрахункової кількісно визначити величину відхилення в залежності від частоти.

3.11. За результатами проведеного експерименту (див. п. 3.5) та з урахуванням виразу (11) визначити граничні частоти смуги пропускання контура для двох різних добротностей. Зробити висновок про вплив добротності на вибірність контура.

 

Зміст звіту

У звіті до лабораторної роботи необхідно чітко сформулювати мету роботи, постановку завдання, стисло описати умови проведення експерименту, навести електричні принципові (при необхідності структурні) схеми для проведення досліду з визначення параметрів і характеристик послідовного коливального контура, масиви експериментальних і розрахункових даних, графічні залежності, відповідні коментарі, узагальнюючі висновки до результатів дослідження з оцінкою похибок, перелік використаної літератури з посиланнями у відповідних місцях тексту звіту.

Навести необхідні розрахунки до пунктів 3.2, 3.7, матеріали до пункту 3.5 необхідно надавати в табличній формі, до пунктів 3.6, 3.9, 3.10, 3.11 – у вигляді графіків, до пункту 3.8 – з обов’язковим дотриманням масштабу.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

5.1. Пояснити, при якій умові в послідовному коливальному контурі може існувати резонанс.

5.2. Що таке резонансна частота та характеристичний опір послідовного коливального контуру?

5.3. Пояснити фізичний смисл добротності. Чи може добротність приймати значення менше 1?

5.4. Які значення приймає фазовий кут φ на частотах до резонансу, при резонансі і після резонансу?

5.5. Які граничні значення може приймати фазовий кут? Від яких умов вони залежать?

5.6. Резонанс у послідовному контурі називають резонансом напруг? Який фізичний смисл вкладають в це поняття?

5.7. Пояснити, який буде характер реактивної складової повного опору послідовного контура на частотах до резонансу, на частоті резонансу та після резонансу.

5.8. Що таке амплітудно-частотна характеристика послідовного коливального контура? Які параметри пов’язує ця характеристика?

5.9. Пояснити вплив добротності на вигляд резонансної кривої. Якими заходами можна збільшити абсолютне значення струму в контурі при резонансі?

5.10. Як впливає добротність на вигляд фазочастотної характеристики?

5.11. Що таке смуга пропускання та вибірність контура?

5.12. Чи можна величиною активного опору контура змінювати ширину смуги пропускання?

 

Рекомендована література: [1], [2], [7]

 

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 4