· Соберите цепь согласно схеме (рис. 2.3), подключите регулируемый источник синусоидального напряжения (U = 3…7 В, f = 0,2…1 кГц). В качестве измерительных приборов включите в схему каналы коннектора.
Рис. 2.3
· Включите виртуальные приборы V0, A1 и осциллограф.
· «Подключите» два входа осциллографа к приборам V0 и A1, а остальные отключите.
· Установите параметры развёртки осциллографа так, чтобы на экране было изображение примерно одного - двух периодов напряжения и тока.
· Определите по осциллографу все указанные ниже величины.
Амплитудное значение напряжения
Um =
Амплитудное значение тока
Im = Um ¤ R =
Действующее значение напряжения
U = Um ¤ Ö2 =
Действующее значение тока
I = Im ¤ Ö2=
Период
T =
Частота
f = 1 ¤ T =
Угловая частота
w = 2 × p × f =
Фазовый сдвиг
j =
Мгновенное значение напряжения u в моментвремени t = T / 3
u = Um × sin w t =
Примечание: w t – угол, измеряемый в радианах.
· Запишите результаты измерений и вычислений в табл. 2.1.
Таблица 2.1
| Средства измерения | Um, В | Im, мА | U, В | I, мА | T, мС | f, В | w, рад/с | j, град | u(Т/З) В |
| Осциллограф | |||||||||
| Виртуальный прибор | - | - |
· Измерьте Um, Im, U, I с помощью виртуальных приборов, занесите результаты в табл. 2.1 и сравните с результатами измерения осциллографом.
· Включите блок «Приборы II», сделайте необходимые «подключения», измерьте T, f, j. Запишите полученные значения в табл. 2.1 и сравните с результатами, полученными с помощью осциллографа.
Активная мощность цепи синусоидального тока
Общие сведения
Когда синусоидальное напряжение прикладывается к резистивной нагрузке, в ней возникает синусоидальный ток. При этом ток и напряжение совпадают по фазе, то есть оба они достигают положительных и отрицательных амплитудных значений одновременно (рис. 3.1).
Рис. 3.1
Мощность, которая выделяется в чисто резистивной нагрузке определяется как произведение напряжения на ток. Кривую мгновенных значений мощности можно построить, перемножая мгновенные значения напряжения и тока, взятые попарно в различные моменты времени
p = u × i
Среднее значение мощности (она пульсирует с двойной частотой) выражается через действующие значения напряжения и тока на резисторе:
P = U × I
или через омическое сопротивление R в Омах
P = I2 × R и P = U2 / R.
Она называется активной мощностью.
Экспериментальная часть
Задание
Снимите с помощью виртуального осциллографа синусоидальные кривые напряжения и тока в резистивной цепи, сделайте бумажные копии осциллограмм и постройте кривую мощности, перемножая мгновенные значения напряжения и тока.
