Синусоидалы токтың тармақталмаған тізбегін зерттеу. Кернеулер резонансы

Жұмыстың мақсаты: Тізбектей жалғанған резистивті, индуктивті орауыш пен сыйымдылықты элементтерден тұратын синусоидалы ток тізбегін зерттеу. Тәжірибеден алынған мәліметтер бойынша ток пен кернеудің векторлық диаграммасын тұрғызып (сызып) үйрену. Қарастырылған тізбекте кернеулерді резонанстық күйге келтіру және резонанстық құбылыстарды талдау.

4.1 Қысқаша іліми мағлұматтар

Электр тізбегінде индуктивті орауыш пен сыйымдылық тізбектей жалғанған кезде (4.1-сурет) кернеу резонансы пайда болады, егер кернеу мен токтың фазалық бұрыштары тең болса.

4.1-сурет. R, L, C – элементтері бір ізді қосылған.

Осы тізбекке Кирхгофтың екінші заңын қолданып теңдеу құрып, тізбектің толық кедергісін есептеуге болады:

; , (1)

мұнда , ал, яғни

(2)

Реактивтік элементтердің кедергілері жәнеөлшемдерінің ара қатынасының тәуелділігі үш түрлі жағдайда болуы мүмкін:

1. , демек . Осы режимге 4.2, а-суреттегі векторлық диаграмма сәйкес келеді.

2. , - кернеулер резонансы(4.2, ә-сурет).

3. , демек . Бұл жағдайда векторлық диаграмма 4.2, б-суретте көрсетілген.

Кернеулер резонансы кезінде . Тізбектің толық кедергісі(1) , ал ток пен кернеудің ығысу бұрышы(2).

2-сурет

Резонанстық жиілік кезінде , ал реактивтік кедергілері.

Бұл кедергі тізбектің сипаттамалық немесе толқындық кедергісі деп аталады.

Кернеулер резонансы кезінде тізбектегі ток күрт өседі: , егер

Индуктивтілік және сыйымдылық элементтерінің кернеуі сәйкесінше өседі, яғни кернеудің шамасы қорек көзінен бірнеше есе артып кетуіне мүмкіндігі бар (мына шарт бойынша ). Кернеудің күшеюінің коэффициенті реактивті элементтерде контурдың сапалығына тең «»:

Тізбектелген резонанстық контурдың жиіліктік сипаттамасының ,,,,,,графиктері 3-суретте көрсетілген.

Резонансқа дейінгі аймақта арқылы тізбек сыйымдылықпен сипатталады, резонанс кезінде () – активті, ал резонанстан кейінболғанда индуктивті сипаттама ретінде талданады.

Шекараның жиілік аралығының тогы өткізу жолағы деп аталады. Салыстырмалы өткізу жолағы тізбектің өшуі деп аталады:.

Контурдың сапалылығының ара қатынасы тізбектің өшуімен байланысты .

3-сурет

4.2 Тәжірибелік жұмысқа тапсырма және оның орындалу тәртібі

• Зерттелетін сұлбаны жинаңыз (1-сурет).

1-сурет

• Индуктивті орауыштың активтік кедергісін мультиметрмен өлшеңіз.

• Резонанстық жиілігін «», кедергісінің сипаттамасын «», сапалылықты «» және контурдың өшу коэффициентін «» мына теориялық формулалармен есептеңіз.

, ,,.

• Индуктивті орауыш пен сыйымдылықтың кернеуі максимал болған кезде, жиіліктерді жәнемына формуламен табу керек:

, .

• Реттелмелі қорек көзінен синусоидалы кернеудің параметрін орнату керек: ,. Виртуалды аспапты қосып, берілген кернеудің жиілігін өзгерте отырып, максималды ток арқылы резонансқа жету керек. Нақты резонансты режимге келтіру үшін фазометрдің көрсетілуін тексеру керек.

• Электрлік тізбектің параметрлерін өлшеңіз. Есептелінген және өлшенген қорытындыларды 1-кестеге енгізіңіз.

1-кесте

, Гц	, mА	, В	,В	В	, В

• Жиілікті -дан-ға дейін өзгерте отырып, виртуалды аспаптың көрсетілуін 2-кестеге жазып, осы қорытындылардан тізбектелген резонансты контурдағы жиіліктік сипаттамалардың,,,,,,,графиктерін тұрғызу керек.

2-кесте

, кГц	0,3	0,5	0,8		1,2	1,5	2
, А
, В
, В
, В
, Ом
, Ом
, Ом
, град

• Тәжірибедегі деректер арқылы контурдың сапалылығын анықтау керек: және тізбектің өшуі. Оларды теориялық мәндерімен салыстыру керек.

• Жиілік үшін кернеу мен токтың векторлық диаграммаларын тұрғызу (сызу) керек. ,,.

• Осы жұмыс бойынша тұжырым жасаңыз.