Предыдущая версия справа и слева
Предыдущая версия
Следующая версия
|
Предыдущая версия
|
lab5:теория_52 [2019/04/22 17:35] root_s [Библиографический список.] |
lab5:теория_52 [2021/07/21 09:37] (текущий) root [Библиографический список.] |
===== Амплитудные и фазовые характеристики последовательного колебательного контура ===== | ===== Амплитудные и фазовые характеристики последовательного колебательного контура ===== |
| |
Любая резонансная система характеризуется двумя экспериментально наблюдаемыми зависимостями --- амплитудно-частотной (АЧХ) $I=I\left(f\right)$ и фазо--частотной (ФЧХ) $\varphi =\varphi \left(f\right)$. Для того, чтобы получить обобщенные характеристики контуров, эти характеристику строят в относительных величинах $A\left(f\right)=I\left(f\right)/I_{0} $, где $I_0$ --- максимальное значение тока в контуре при резонансной частоте. | Любая резонансная система характеризуется двумя экспериментально наблюдаемыми зависимостями --- амплитудно-частотной (АЧХ) $I=I\left(f\right)$ и фазо--частотной (ФЧХ) $\varphi =\varphi \left(f\right)$. Для того, чтобы получить обобщенные характеристики контуров, эти характеристику строят в относительных величинах $A\left(f\right)=\frac{I\left(f\right)}{I_0} $, где $I_0$ --- максимальное значение тока в контуре при резонансной частоте. |
| |
Свойства амплитудно--частотной характеристики описываются выражениями 6--8 и показаны на рис. 2. Ширина резонансной кривой определяется добротностью колебательной системы. Чем выше добротность колебательной системы, тем уже резонансный пик, тем меньше относительные потери в системе. Напряжение на реактивных компонентах контура на фактор добротности $Q$ превышает напряжение на задающем источнике, что иногда приводит к разрушительным последствиям. Так при $Q=100$, напряжение на реактивных элементах $C$ и $L$ будет на два порядка больше напряжения источника, что может вызвать пробой изоляции в элементах цепи. Заметим, что при столь сильном возрастании напряжения на реактивных элементах в резонансе, эти напряжения остаются в противофазе друг с другом, поэтому суммарное падение напряжения на реактивных элементах $C$ и $L$ уменьшается при резонансе до нуля, а сопротивление всей цепи последовательного колебательного контура становится чисто резистивным и определяется только величиной $R$. | Свойства амплитудно--частотной характеристики описываются выражениями 6--8 и показаны на рис. 2. Ширина резонансной кривой определяется добротностью колебательной системы. Чем выше добротность колебательной системы, тем уже резонансный пик, тем меньше относительные потери в системе. Напряжение на реактивных компонентах контура на фактор добротности $Q$ превышает напряжение на задающем источнике, что иногда приводит к разрушительным последствиям. Так при $Q=100$, напряжение на реактивных элементах $C$ и $L$ будет на два порядка больше напряжения источника, что может вызвать пробой изоляции в элементах цепи. Заметим, что при столь сильном возрастании напряжения на реактивных элементах в резонансе, эти напряжения остаются в противофазе друг с другом, поэтому суммарное падение напряжения на реактивных элементах $C$ и $L$ уменьшается при резонансе до нуля, а сопротивление всей цепи последовательного колебательного контура становится чисто резистивным и определяется только величиной $R$. |
| |
Сигналы, подаваемые на осциллограф с этих сопротивлений, имеют малую величину и могут искажаться высокочастотными хаотическими шумами осциллографа, которые уширяют линии осциллограмм. Для уменьшения этого эффекта, как и в случае с последовательным контуром, рекомендуется использовать усреднениее осциллограмм, которое можно выбрать из меню, включаемого кнопкой "acquire", расположенной в верхнем ряду кнопок панели управления осциллографа. В меню вместо "sample" нужно выбрать "aver 16", принимая во внимание при этом, что реакция осциллограмы, на изменение условий в контуре, например, частоты генератора, будет в режиме усреднения осциллограмм немного замедленной. | Сигналы, подаваемые на осциллограф с этих сопротивлений, имеют малую величину и могут искажаться высокочастотными хаотическими шумами осциллографа, которые уширяют линии осциллограмм. Для уменьшения этого эффекта, как и в случае с последовательным контуром, рекомендуется использовать усреднениее осциллограмм, которое можно выбрать из меню, включаемого кнопкой "acquire", расположенной в верхнем ряду кнопок панели управления осциллографа. В меню вместо "sample" нужно выбрать "aver 16", принимая во внимание при этом, что реакция осциллограмы, на изменение условий в контуре, например, частоты генератора, будет в режиме усреднения осциллограмм немного замедленной. |
===== Экспериментальные задания ( в тестовом варианте выполняются только на одном варианте колебательного контура: а)последовательном или б) параллельном) ===== | |
| |
Записать на флэш накопитель с осциллографа цифровые данные частотных зависимостей напряжений на сопротивлении, емкости и индуктивности для последовательного контура при малом и большом нагрузочгом сопротивлении R3 (рис.4) \textit{(вариант а).} Записать на флэш накопитель с осциллографа цифровые данные частотных зависимостей напряжения на параллельном колебательном контуре (точка 4, рис. 7), и токов в ветвях с L, C и R3 от частоты для параллельного колебательного контура \textit{(вариант б)}. Для каждой из 2х нагрузок достаточно записать цифровые данные осциллограмм для 9-11 значений частоты, расположенных симметрично относительно резонанснсной частоты, определённой экспериментально. По полученным данным определить для каждой осциллограммы амплитуду и относительную фазу сигналов. Фаза определяется по временному сдвигу осциллограм $\Delta$t, $\varphiup$=$\omegaup$$\Delta$t, где круговая частота $\omegaup$ связана очевидным образом $\omegaup$=2$\piup$f с частотой, отображаемой на дисплеях генератора и осциллографа. Сравнить результаты измерений с теорией. Построить резонансные кривые по соответствующим формулам (5-8 для варианта а) или (14-18 для варианта б) и наложить на теоретические кривые точки, полученные экспериментально. Если наблюдаются различия, попытаться их объяснить. | |
| |
| |
| |
\noindent | |
| |
===== Библиографический список. ===== | ===== Библиографический список. ===== |
| |
- Часть I, разделы 1.1-1.5, 2.1-2.4, 3.4$-$3.7 настоящего сборника. | - Часть I, разделы 1.1-1.5, 2.1-2.4, 3.4$-$3.7 настоящего сборника. |
- А. М. Мищенко Линейные электрические цепи: учеб. пособие, под ред.проф. М. М. Карлинера. Новосибирск: Изд-во Новосиб. roс. ун--та, 1999. | - [[https://e-lib.nsu.ru/reader/bookView.html?params=UmVzb3VyY2UtMzE2NQ/cGFnZTAwMQ&q=Мищенко%3FcollectionHandle%3DSite|А.М. Мищенко Линейные электрические цепи: учеб. пособие, под ред.проф. М. М. Карлинера. Новосибирск: Изд-во Новосиб. roс. ун--та, 1999.]] |
- Г.И. Атабеков,.Основы теории цепей : учебник / Г. И. Атабеков .--- Изд. 3-е, стер.--- СПб. и др. : Лань, 2009. | - [[https://drive.google.com/a/nsu.ru/file/d/1p6Q3_Fou1wcER89hr9jbiuROz9OUwWcB/view?usp=drivesdk|Атабеков Г.И. Теоретические основы электротехники. Линейные электрические цепи. (7-е издание, 2009)]] /* Г.И. Атабеков,.Основы теории цепей : учебник / Г. И. Атабеков .--- Изд. 3-е, стер.--- СПб. и др. : Лань, 2009. */ |
- М.Р. Шебес,Теория линейных электрических цепей в упражнениях и задачах : учебно пособие для электротехнических и радиотехнических специальностей вузов , Москва : Высш. шк., 1967 | - [[https://drive.google.com/a/nsu.ru/file/d/11VQOc2x5C-PX_ugZLWw98hsfaqVs82eE/view?usp=drivesdk|М.Р. Шебес,Теория линейных электрических цепей в упражнениях и задачах, Москва : Высш. шк., 1967]] |
- Г.С. Горелик, Колебания и волны, М., Физматгиз, 1959. | - [[https://drive.google.com/a/nsu.ru/file/d/1eOUYNHira322vwj8bWKdSqZjhgJCYnn0/view?usp=drivesdk|Г.С. Горелик, Колебания и волны, М., Физматгиз, 1959.]] |
- Л.И. Мандельштам, Лекции по теории колебаний, М., Наука, 1973. | - [[https://drive.google.com/a/nsu.ru/file/d/1PEMUmY_Ropx0wjKLIQBqUYD8ykt6qI7-/view?usp=drivesdk|Л.И. Мандельштам, Лекции по теории колебаний, М., Наука, 1973.]] |
- Физическая энциклопедия, Ред. А.М. Прохоров, М., Советская энциклопедия, 1988--1998. | - Физическая энциклопедия, Ред. А.М. Прохоров, М., Советская энциклопедия, 1988--1998. |
- Н.В. Варламов, Э.Я. Школьников, Линейные электрические цепи переменного тока часть II Учебное пособие, М.: МИФИ, 2008. --- 88 с. | - [[https://drive.google.com/a/nsu.ru/file/d/1PEMUmY_Ropx0wjKLIQBqUYD8ykt6qI7-/view?usp=drivesdk|Н.В. Варламов, Э.Я. Школьников, Линейные электрические цепи переменного тока часть II Учебное пособие, М.: МИФИ, 2008. --- 88 с.]] |
| |
| |
| Назад к [[lab5:lab5|описаниям]] лабораторных работ "Электрические цепи" или далее к описанию [[:lab5:эксперимент52|эксперимента]] |