2. Предварительная подготовка

Cхемы R-L и R-C (рис. 2.8, 2.9) представить в виде Г-образных четырёхполюсников (рис. 2.7) . Для R-L цепи рассмотреть два варианта: Z₁ – активное сопротивление R (Z₁=R), Z₂ – индуктивность L (Z₂=jωL), и наоборот. Для R-C цепи выполнить аналогичный расчёт (всего четыре схемы – нарисовать в отчете). Записать комплексную передаточную функцию (комплексный коэффициент передачи по напряжению):

_{K (j) =}

Перейти к показательной форме записи (без умножения числителя и знаменателя на комплексно-сопряженное выражение C – jD ) :

_{K(j) =} e ^{j(arctg B/A – arctg D/C)} K_U () e ^{j  ()}

Найти значения модуля K_U() и аргумента () при   0 и   , построить графики АЧХ и ФЧХ.

Если в числителе и знаменателе присутствуют несколько комплексных сомножителей, они также переводятся в показательную форму, без взаимного умножения и умножения на комплексно-сопряженное выражение знаменателя.

Преобразование j и -j в показательную форму: j=e^j(π/2), -j=e^j(-π/2).

3.Задание на проведение эксперимента

3.1 Включить «СЕТЬ», «ГЕНЕРАТОР», «V2», «V3-φ». Осциллограф не включать. Установить форму напряжения на выходе генератора – на плате Г2 переключателем выбрать синусоиду f var~.

Собрать схему (рис. 2.8, R_M = 320 Ом ), U_Г = 3В (если не устанавливается 3В - установить 2В). В эл. цепи не следует допускать короткого замыкания генератора, для этого

необходимо при каждом подключении провода следить за вольтметром V1 на плате Г3: если

стрелка «упала» на ноль – в цепи короткое замыкание, необходимо отключить провод,

установить причину и устранить к.з.

Сначала собрать основную цепь: «ВЫХОД» генератора (левое верхнее гнездо) → проводом на катушку L_B → противоположный вывод катушки L_B → проводом на магазин сопротивлений R_M → противоположный вывод R_M → проводом на общий провод генератора «_┴» (нижнее гнездо). Для сборки цепи понадобится три проводника.

Подключить вольтметр V2 и фазометр по схеме, соединить правое верхнее гнездо

«ВЫХОД» на плате Г3 генератора с левым верхним гнездом «ОПОРН.» фазометра. Для

подключения приборов необходимо еще три проводника, итого – шесть проводников.

Исследовать зависимости U_R ( f  и _i ( f . Если светится индикатор «L», показания фазометра записывать со знаком «минус».

На генераторе поменять местами провода «ВЫХОД» и «_┴»; провод , соединяющий «ВЫХОД» генератора с «ОПОРН.» фазометра, оставить на месте.

Исследовать зависимости U_L( f  и ( f .

ФЧХ имеет максимум на частоте 400 Гц , это связано с тем, что катушка индуктивности не является идеальной и обладает активным сопротивлением R_LB ≈ 20 Ом, схема замещения изучаемого четырехполюсника при  = 0 является резистивной и = 0 . На частоте 200 Гц значение меньше (или равно), чем на частоте 400 Гц (некоторые студенты отбрасывают «неправильную» точку и ставят свою). Чем меньше диаметр провода, из которого изготовлена катушка, тем больше ее активное сопротивление.

Катушка индуктивности L_B обладает межвитковой емкостью C_МВ., ее можно считать подключенной параллельно катушке индуктивности, влияние C_МВ. становится заметным на больших частотах. При увеличении частоты от 20 кГц можно наблюдать резонанс - _i скачком переходит в область положительных значений, переходит в область отрицательных значений, далее цепь ведет себя как резистивно-емкостная - _i уменьшается от положительных значений до нуля, - от нуля до отрицательных значений. Если пренебречь активным сопротивлением катушки индуктивности, величину C_МВ. можно приближенно вычислить из выражения .

2. Собрать схемуr-C (выполнить параллельный перенос

контактов с L_B на ёмкость С_Н ). Исследовать U_С ( f , f ,

U_R ( f , _i (f . Схему не разбирать.

2. Установить R _M =320 Ом, частоту f = 200 Гц. Выключить «V2», «V3-φ», «ГЕНЕРАТОР», «СЕТЬ».

UВХ. = В , R M = 320 Ом

f , кГц

UR , В

UL, В

i , град.

UL , град.

KUR

KUL

f , кГц

UR , В

UС , В

i , град.

UC , град.

KUR

KUC

0,2 0,4 0,8 1,6 3,2 6,4 12,8 20

- - - - - - - -

0,2 0,4 0,8 1,6 3,2 6,4 12,8 20

- - - - - - - -