Кривя зависимости напряжения Uк. от частоты тока, полоса пропускания

Лабораторная работа №1

Исследование характеристик реактивных двухполюсников.

Цель работы: изучение свойств различных реактивных двухполюсников по данным измерений их основных характеристик.

 

Измерение модуля и угла сопротивления двухполюсника.

Для измерения модуля и угла сопротивления двухполюсника применяется схема:

Измерение модуля и угла сопротивления двухполюсника Z _дв производится при помощи неуравновешенного дифференциального моста. При измерениях таким мостом в качестве эталонного сопротивления, включаемся в одно из плеч моста, используя лишь один магазин сопротивления R_м.

Для измерения модуля сопротивления двухполюсника включаем в схему генератор и подаем от него сигнал. За тем изменяя сопротивления магазинов сопротивления добиваемся равенства напряжений на сопротивлении R_м и Z _дв.

При равенстве этих напряжений получаем R_м = Z _дв, т.е.модуль измеряемого двухполюсника будет равен сопротивлению магазина сопротивлений. При этом условии однако мост не уравновешен: между точками 1 и 4 его схемы будет напряжение, зависящее от угла сопротивления двухполюсника φ_дв. Сравнивая это неуравновешенное напряжение с напряжением на одном из плеч моста, можно определить угол φ_дв.

 

Угол сопротивления двухполюсника определяется по формуле:

 

 

 

 

Для L и С

 

Частота f,Гц	Напряжение на полуобмотке дифференциального трансформатора,U 3-4,В	Напряжение в диагонали моста,U1-4,В	Модуль сопротивления 2-х полюсника |Zдв|,Ом	Угол сопротивления 2-х полюсника,
	0.33	0.25		-1.297
	0.58	0.39		-1.325
	0.49	0.31		-1.128
	0.61	0.38		-1.114
	0.55	0.27		-0.913
	0.53	0.24		0.85
	0.55	0.27		0.913
	0.60	0.35		1.056
	0.67	0.44		1.162
	0.77	0.55		1.24
	0.72	0.52		1.251

 

Графики зависимостей величин и от частоты тока

 

 

 

Частота f,Гц	Катушка индуктивности
Модуль сопротивления |XL|,Ом	Напряжения U3-4,В	Напряжения U1-4,В	Угол сопротивления	добротность QL
		0.66	0.52	1.335	1.009
		0.58	0.48	1.383	0.998
		0.5	0.47	1.509	0.996
		0.56	0.55	1.553	0.998
		0.57	0.56	1.553	0.998
		0.4	0.41	1.595	1.009
		0.42	0.49	1.724	1.026

 

 

Частота f,Гц	Конденсатор
Модуль сопротивления ,Ом	Напряжения U3-4,В	Напряжения U1-4,В	Угол сопротивления	добротность Qс
		0.53	0.54	1.589	0.928
		0.48	0.47	1.55	0.945
		0.39	0.38	1.545	0.986
		0.51	0.5	1.551	0.999
		0.5	0.49	1.551	0.999
		0.55	0.56	1.589	1.011
		0.36	0.39	1.651	1.045

 

Кривые зависимостей величин , , от частоты тока в катушке индуктивности.

 

 

Кривые зависимостей величин,, от частоты тока в конденсаторе.

2. Определение добротности двухполюсников.

 

Добротность реактивного элемента определяется по формуле:

 

где ω – частота тока

Добротность резонансного контура определяется по формуле:

 

,

 

где и – соответственно модули сопротивлений параллельного и последовательного контуров на резонансной частоте.

 

Кривые зависимостей величин и,от частоты тока в катушке индуктивности и конденсаторе.

Измерение резонансной характеристики и определение полосы частот пропускания контура.

Схема для определения резонансной характеристики параллельного контура.

 

 

f
U	0.07	0.085	0.1	0.14	0.22	0.3	0.26	0.19	0.13	0.1	0.08

 

 

Кривя зависимости напряжения Uк. от частоты тока, полоса пропускания.

 

 

0.707-const-корень из общей (P) мощности

Вывод: Для определения ширины полосы пропускания частот контура, необходимо найти на кривой точки, соответствующие отметкам на оси напряжений U_m/ , где Uрк – напряжение на контуре при резонансной частоте. Полоса частот Δf, заключенная между этими точками и будет полосой пропускания частот контура. Δf= 695-670 =25

Добротность контура определим по формуле: Q_k=f_p/ Δf, где fр – резонансная частота контура. Q_k=695/25=27,8. Чем Δf уже, тем добротность больше.

Лабораторная работа №2