4.2. Порядок выполнения исследований
В лабораторной работе исследуются 2 катушки индуктивности: низкочастотный дроссель с сердечником из трансформаторной стали и высокочастотная катушка индуктивности с броневым ферритовым сердечником.
4.2.1. Измерение индуктивности низкочастотного дросселя
1. Перед началом сборки схемы измерьте с помощью мультиметра сопротивление дросселя L1, установленного на сборочном поле лабораторного стенда.
2. Используя в качестве амперметра и вольтметра переменного тока мультиметры 1 и 2, соберите схему, изображенную на рис. 4.1 (элементы сборочного поля, не используемые при измерении индуктивности дросселя L1, на рисунке не показаны).
Рис. 4.1. Схема измерений индуктивности низкочастотного дросселя
3. Включите питание стенда и измерьте переменный ток и переменное напряжение на дросселе для двух вариантов подключения измерительной цепи к выходам трансформатора:
1) при подаче напряжения с выходов СОМиUac1;
2) при подаче напряжения с выходов Uac1 иUac2.
4. Рассчитайте с помощью формулы (4.9) индуктивность дросселя L1 для двух напряжений его питания и сравните полученные результаты. Постройте векторную диаграмму напряжений для одного из вариантов питания дросселя.
4.2.2. Измерение индуктивности и энергии, запасаемой в высокочастотном дросселе
1. Получите у преподавателя высокочастотный дроссель Lс параллельно включенным конденсаторомC= 0,047 мкФ. Перед началом сборки схемы измерьте с помощью мультиметра сопротивление дросселя.
2. Соберите схему, изображенную на рис. 4.2. Слева (рис. 4.2а) изображена принципиальная схема, в которой исследуется высокочастотный дроссель. Короткие импульсы длительностью 20…30 мкс поступают на затвор ключа на полевом n-канальном транзистореVT. В моменты воздействия импульсов транзистор отпирается (ключ замыкается) и происходит зарядка индуктивностиLот регулируемого источника напряжения 0 … 28 В с постоянной времениL/(RL+RS3). После окончания импульса транзистор резко запирается (ключ размыкается) и вся энергия, накопленная в индуктивности, идет на зарядку конденсатораС. В контуре возникает затухающий колебательный процесс, по частоте и амплитуде которого можно вычислить индуктивность дросселя и накопленную в нем энергию.
Рис. 4.2. Принципиальная схема (a) и монтажная схема (b) исследований высокочастотного дросселя
3. Подключите осциллограф между общей точкой схемы и выводом модулятора. Установите потенциометр R1 в положение, обеспечивающее подачу на контур минимального напряжения питания. Включите питание стенда и, увеличивая напряжение на выходе 0… +28 В, убедитесь в появлении на входе осциллографа периодических затухающих колебаний. Увеличьте входное постоянное напряжение до уровня, при котором амплитуда сигнала на стоке транзистора (клеммаMod) будет около 50 … 70 В. Измерьте с помощью осциллографа период и амплитуду колебаний напряжения на колебательном контуре. Зарисуйте осциллограмму.
4. Не изменяя напряжения питания схемы, подключите осциллограф к шунту RS3 и измерьте амплитуду тока индуктивности в конце стадии ее зарядки и продолжительность зарядки. Пользуясь формулами (4.5) – (4.7) рассчитайте индуктивность дросселя, амплитуду тока дросселя в конце стадии зарядки и запасенную им энергию. Сравните расчетное и экспериментальное значения энергии, полученные через ток дросселя в конце зарядки, с энергией, сообщаемой от дросселя конденсатору в колебательном контуре (формула (4.8)).