Порядок выполнения работы. · Собрать цепь с резистором (рисунок 2)

· 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. I_R (f) и R(f); I_L (f) и X_L(f); I_C (f) и X_C(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.