После выполнения предварительных настроек, описанных выше, следует собрать схему исследуемой электрической цепи в соответствии с рис. 17, представляющую собой последовательное соединение индуктивности
и сопротивления
. Для этого переключатель В1 на панели управления макетом 3 (рис. 3) установить в положение 2 (передача сигнала со входа переключателя на его выход без изменений). Переключатель 4 (рис. 3) В2 установить в положение 0 (никакие цепи, управляемые этим переключателем, не подключены). Переключатель 5 (рис. 3) В3 установить в положение 3, соответствующее последовательному включению в цепь индуктивности
. Переключатель 6 (рис. 3) В4 установить в положение 5, соответствующее последовательному подключению сопротивления
в исследуемую цепь. Одновременно это сопротивление
оказывается подключенным параллельно выходным клеммам 8 и байонетному разъему 7 макета (рис. 3). Таким образом, на входе макета оказывается включен генератор ЭДС 1 (рис. 1), каскадно с ним через входной коаксиальный кабель 4 (рис. 1) включен макет 2 (рис. 1) со схемой, содержащей последовательное соединение индуктивности
и сопротивления
, а каскадно с макетом через выходной коаксиальный кабель 5 (рис. 1) включен вольтметр 3 (рис. 1); при этом вольтметр оказывается подключенным параллельно сопротивлению
. Такое включение обусловлено тем, что при нем влияние вольтметра, имеющего очень высокое входное сопротивление (порядка единиц МегаОм), оказывается для цепи наименьшим.
Собрав указанным образом последовательную цепь L 13 –R 3, следует провести измерения величины действующего значения выходного напряжения
на выходе макета для частот от 2 до 20 кГц с шагом 1 кГц. Для этого, записав в табл. 6 значение напряжения
для частоты
кГц, следует изменить значение частоты генератора Г3-109 путем вращения вправо (в сторону увеличения частоты) ручки 4 (рис. 2) плавного управления значением частоты генератора с предыдущего значения 20 на последующее 30. Таким образом, установленная на генераторе Г3-109 частота окажется равной 3 кГц. Значение выходного напряжения
на макете для частоты 3 кГц занести в табл. 6. Меняя далее аналогично описанному частоту генератора Г3-109, занести в табл. 6 все значения выходного напряжения
на макете для частот от 2 до 20 кГц; последнее показание составит 200 на шкале 5 (рис. 2). Считывание результатов измерений проводят по одной из шкал 2 или 3 (рис. 6) в соответствии с положением переключателя чувствительности 3 (рис. 5) вольтметра В3-56.
Таблица 6
Экспериментальные значения выходного напряжения последовательной цепи L 13 –R 3
Частота , кГц
| |||||||||||||||||||
| Параметр | |||||||||||||||||||
, В
|
Таким образом, окажется измеренной амплитудно-частотная характеристика выходного напряжения последовательной цепи L 13 –R 3 в диапазоне частот от 2 до 20 кГц с шагом 1 кГц.
После этого следует произвести обработку полученных экспериментальных данных. Для этого, используя результаты измерений, занесенные в табл. 6, рассчитать частотные зависимости:
модуля действующего значения тока в цепи
;
модуля действующего значения напряжения на индуктивности
;
модуля действующего значения напряжения на сопротивлении
;
модуля входного сопротивления
;
величины модуля реактивного сопротивления индуктивности
;
величины индуктивности
;
фазового сдвига
между напряжением
и током
на входе цепи.
Эти зависимости можно определить, используя закон Ома для цепей гармонического тока, а также векторные диаграммы для последовательной R–L- цепи (рис. 11, 12). Величина модуля действующего значения тока в цепи
. (56)
Из векторной диаграммы рис. 11 видно, что
, а
. Тогда величина модуля действующего значения напряжения на индуктивности
определится так
. (57)
Модуль действующего значения напряжения на сопротивлении
есть модуль действующего значения выходного напряжения
. (58)
Модуль входного сопротивления цепи
, состоящей из последовательно включенных между собой индуктивности
и сопротивления
(рис. 11, 12):
. (59)
Величина модуля реактивного сопротивления индуктивности (рис. 11, 12)
. (60)
Величина индуктивности (60)
. (61)
Фазовый сдвиг между напряжением и током на входе цепи
(ФЧХ входного сопротивления, рис. 11, 12):
. (62)
Результаты вычислений частотных зависимостей величин
,
,
,
,
,
и
свести в табл. 7.
Таблица 7
Экспериментальные параметры последовательной цепи L 13 –R 3
Частота , кГц
| |||||||||||||||||||
| Параметр | |||||||||||||||||||
, А
| |||||||||||||||||||
, В
| |||||||||||||||||||
, В
| |||||||||||||||||||
, Ом
| |||||||||||||||||||
, Ом
| |||||||||||||||||||
, Ом
| |||||||||||||||||||
, град
|
По результатам, сведенным в табл. 7, построить графики частотных зависимостей величин
,
,
,
,
,
и
. Частотные зависимости величин
,
,
,
и
построить на тех же осях, что ранее рассчитанные соответствующие зависимости, полученные расчетным путем при выполнении теоретических расчетов для этой же цепи (см. табл. 2).
Построить векторные диаграммы напряжений и сопротивлений последовательной цепи L 13 –R 3 для трех частот:
кГц,
кГц,
кГц.





, кГц
, В
, А
, В
, В
, Ом
, Ом
, Ом
, град

