Исследование эле-ментов электрической цепи синусоидального тока

Цель работы: ознакомиться со свойствами элементов электриче-ской цепи синусоидального тока.

5.1 Эксперимент 1: Исследование резистора в цепи синусоидально-го тока. Откройте файл лаб5-э1 (рисунок 18).

Рисунок 18

Установите выходное напряжение генератора в пределах от 10 до 20 В; частоту выходного сигнала от 1000 до 1500 Гц; начальную фазу в пределах от 30 до 90 градусов. Подключите к зажимам цепи активное сопротивле-ние в пределах от 100 до 200 Ом. Определите показания приборов и зане-сите их в таблицу 5.1. Подтвердите расчётами правильность полученных результатов.

 

Рисунок 19

Таблица 5.1

 

Подключите на вход А осциллографа сигнал напряжения на резисторе. Лицевая панель осциллографа показана на рисунке 19. Осциллограф имеет два канала (channel) А и В c раздельной регулировкой чувствительности в диапазоне от 10 мкВ/дел до 5 КВ/дел и регулировкой смещения по верти-кали (Y POS). Выбор режима по входу осуществляется нажатием кнопок <AC>, <0>, <DC>. Режим <AC> предназначен для наблюдения только сиг-налов переменного тока. В режиме <0> входной зажим замыкается на зем-лю. В режиме <DC> можно производить измерения как постоянного, так и переменного тока. В режиме развертки <Y/T> - по вертикали показан сиг-нал напряжения, по горизонтали – время; в режиме <В/А> - по вертикали – сигнал В, а по горизонтали – сигнал А; в режиме <А/В> - по вертикали – сигнал А, а по горизонтали – сигнал В. Длительность развертки (TIME BASE) может быть задана от 0.1 нс/дел до 1 с/дел с возможностью уста-новки смещения по горизонтали (XPOS). Заземление осциллографа осуще-ствляется клеммой GROUND. При нажатие на кнопку <ZOOM> лицевая панель осциллографа меняется – увеличивается размер экрана, появляется возможность прокрутки изображения по горизонтали. В индикаторных ок-нах под экраном приводятся результаты измерения напряжения и времен-ных интервалов. Изображение можно инвертировать нажатием кнопки <REVERSE> и записать данные измерений в файл нажатием кнопки <SAVE>. Возврат к исходному состоянию осциллографа – нажатием кноп-ки <REDUCE>

5.2 Зарисуйте и объясните вид полученной кривой напряжения.

5.3 Подключите вход В осциллографа к ваттметру. Ваттметр: для измерения мощности используется приставка к вольтметру, напряжение которого в вольтах соответствует мощности в ваттах Зарисуйте и объясни-те вид полученной кривой мгновенной мощности.

5.4 Эксперимент 2: Исследование идеальной катушки индуктивно-сти в цепи синусоидального тока.

Откройте файл лаб5-э2 (рисунок 20).

Рисунок 20

 

5.5 Установите напряжение генератора в пределах от 10 до 20 В; частоту выходного сигнала от 1000 до 1500 Гц; начальную фазу в пределах от 30 до 90 градусов. Подключите к зажимам цепи идеальную катушку в пределах от 10 до 20 мГн. Определите показания приборов и занесите их в таблицу 5.1. Подтвердите расчётами правильность полученных результа-тов.

5.6 Эксперимент 3: Исследование идеального конденсатора в це-пи синусоидального тока.

 

Откройте файл лаб5-э3 (рисунок 21).

Рисунок 21

 

5.7 Установите выходное напряжение генератора в пределах от 10 до 20 В; частоту выходного сигнала от 1000 до 1500 Гц; начальную фазу в пределах от 30 до 90 градусов. Подключите к зажимам цепи идеальный конденсатор в пределах от 1 до 2 мкФ. Определите показания приборов и занесите их в таблицу 5.1. Подтвердите расчётами правильность получен-ных результатов.

5.8 Эксперимент 4: Исследование последовательного соединения элементов в цепи синусоидального тока.

Откройте файл лаб5-э4 (рисунок 22). Зарисуйте и объясните вид полученных кривых напряжений на осциллограмме.

Рисунок 22

 

Откройте файл лаб5-э5 (рисунок 23). Зарисуйте и объясните вид полученных кривых напряжений на осциллограмме

Рисунок 23

5.9 Эксперимент 5: Экспериментальное определение параметров последовательной и параллельной схем замещения пассивного двухпо-люсника. Откройте файл лаб5-э6 (рисунок 24).

 

Рисунок 24

По результатам опыта рассчитать параметры последовательной и параллельной схем замещения пассивного двухполюсника и занести их в таблицу 5.2.

Таблица 5.2

 

 

 

По данным таблицы 5.2 проверьте формулы перехода от последова-тельной схемы замещения пассивного двухполюсника к параллельной. Пример расчёта показан на рисунке 25.

Проанализируйте полученные результаты.

5.10 Контрольные вопросы

5.10.1 Свойства активного сопротивления в цепи синусоидального тока.

5.10.2 Свойства индуктивного сопротивления в цепи синусоидального то-ка.

5.10.3 Свойства ёмкостного сопротивления в цепи синусоидального тока.

5.10.4 Какую мощность измеряет ваттметр в цепи синусоидального тока?

5.10.5 Приведите формулы перехода от последовательной схемы замеще-ния пассивного двухполюсника к параллельной и наоборот.

 

Лабораторная работа № 6