· Собрать цепь с резистором (рисунок 2). Включить виртуальные приборы V0, A1 и осциллограф.
Рисунок 2
• Подключить регулируемый источник синусоидального напряжения
(U = 5 В, f = 0,2…1 кГц).
· Установить параметры развёртки осциллографа так, чтобы на экране было изображение одного – двух периодов напряжения и тока.
· Определить по осциллограмме параметры электрической цепи. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу 2.
Таблица 2
| Элемент | Um, В | Im, мА | U, В | I, мА | T, мС | f, кГц | w, рад/с | yi, град | yu, град | j, град |
| Резистор | ||||||||||
| Катушка индуктив-ности | ||||||||||
| Конденсатор |
• Провести аналогичные измерения и расчеты для реальной катушки индуктивности и реального конденсатора. * Результаты измерений и вычислений занести в таблицу 2.
* В реальной катушке, наряду с периодическим усилением и ослаблением магнитного поля при синусоидальном напряжении, происходит и безвозвратное преобразование электрической энергии в какую-либо другую форму. Поэтому схема замещения реальной катушки должна иметь индуктивность и активное сопротивление.
В конденсаторе с диэлектриком, наряду с периодическим усилением и ослаблением электрического поля при синусоидальном напряжении, происходит и безвозвратное преобразование электрической энергии в тепловую (результатом чего является нагревание диэлектрика). Поэтому в схеме замещения конденсатора должны быть емкость и активное сопротивление.
· Для каждого элемента построить векторные диаграммы и записать формулы мгновенных значений тока и напряжения.
· Изменяя частоту в интервале 0,2 – 1 кГц, измерить для резистивного, индуктивного и емкостного элементов токи и сопротивления. Результаты измерений занести в таблицу 3.
Таблица 3
| f, кГц | 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,8 | |
| IR, мА | |||||
| R, Ом | |||||
| IL, мА | |||||
| XL, Ом | |||||
| IC, мА | |||||
| XC, Ом |
· По результатам измерений построить графики частотных характеристик для каждого элемента в отдельности. IR (f) и R(f); IL (f) и XL(f); IC (f) и XC(f).
Контрольные вопросы и задачи
1 Какие процессы происходят в резисторе, катушке индуктивности и конденсаторе при подключении их к источнику синусоидального напряжения? Сформулируйте определение индуктивности, емкости.
2 Чем отличаются мгновенные, амплитудные и действующие синусоидальные токи и напряжения? Какие токи и напряжения показывают амперметр и вольтметр в цепи переменного тока?
3 Дайте определение векторной диаграммы и объясните ее построение для активного, индуктивного и емкостного элементов.
4 Мгновенное напряжение в сети 
.
Определить 
.
5 Действующее значение переменного тока в цепи 
, начальная фаза 
. Записать выражение для мгновенного значения тока.
6 В электрической цепи протекает ток 
. Определить амплитудное и действующее значение тока, если в момент времени 
мгновенное значение тока 
.
7 Постройте векторные диаграммы для схем:
а) в)
8 К резистору R =20 Ом приложено переменное напряжение 
. Определить мгновенное значение тока и построить векторную диаграмму.
9 В цепи с последовательным соединением R =100 Ом и С=30 мкФ протекает ток 
. Чему равно приложенное мгновенное напряжение? Построить векторную диаграмму.
