Ryby_otchetov_po_laboratornym_TOE_YuUrGU (1)
.pdf
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
||
Эксперимент (данные из табл. 1) |
|
Расчет |
|
|
|
||||||
U, В |
I, мА |
UC, В |
|
P, Вт |
U, В |
I, мА |
UC, В |
|
P, Вт |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На рис. 2 представлены зависимости тока i(t) = i(1) (t) +i(3) (t) |
и напряже- |
||||||||||
ния uC (t) = uC(1) (t) +uC (3) (t) . |
На этом же рисунке линиями |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
||||||||
показаны экспериментальные зависимости i (t ) |
и uC (t ). Зависимости полу- |
чены в результате пересчета с учетом масштабов данных с кальки экспериментальных зависимостей uR (t) и uC (t ).
B |
|
|
мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
u 150 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
8 |
|
|
120 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
6 |
|
|
90 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
4 |
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2 |
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
0 |
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
-2 |
|
|
-30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
-4 |
|
|
-60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
-6 |
|
|
-90 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
-8 |
|
|
-120 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
wt |
|
|||
|
|
-150 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
p/6 p/3 p/2 2p/3 5p/6 p |
7p/6 4p/3 3p/2 5p/3 |
11p/ |
2p |
||||||||||||||
|
0 |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 2 |
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Работу выполнил: _________________________________
Работу принял: ___________________________________
Отчет по лабораторной работе № 12
«Переходные процессы в R–L и R–C цепи»
Вид напряжения и схемы замещения исследуемых цепей показаны на рис. 1.
u |
|
|
R |
|
L, Rк |
U |
|
|
C |
|
uш |
|
|
u |
u |
||
|
|
uC |
|||
|
|
i |
|||
0 0,5T |
T |
t |
i |
|
|
|
|
|
|
||
−U |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 1 |
|
|
Расчет напряжения на конденсаторе
Цепь включается на напряжение U = ____ В. Напряжение uC (0) = ____ В.
Параметры цепи: R = ______ Ом, С = _____ мкФ.
Уравнение переходного процесса и его решение представлено ниже.
Постоянная времени цепи τRC = = мс.
Напряжение на емкости изменяется по закону: uC (t) =___________________В. В табл. 1 представлены результаты расчета uC (t) .
|
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
t , мс |
0 |
τ |
2 τ |
3 τ |
4 τ |
5 τ |
|
|
|
|
|
|
|
u , В (расчет) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
u , В (опыт) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Графики расчетной и опытной зависимостей uC (t) представлены на рис. 2.
Расчет тока в индуктивности |
|
|
Цепь включается на напряжение U = ____ В. Ток i(0) = |
= |
А. |
Параметры цепи: L =____ мГн, Rk =_____ Ом, Rш =_____ Ом. Уравнение переходного процесса и его решение представлено ниже.
Постоянная времени цепи τRL = = мс.
Ток в цепи изменяется по закону: i(t) = _____________________ А.
В табл. 2 представлены результаты расчета i(t) .
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
t , мс |
0 |
τ |
2 τ |
3 τ |
4 τ |
5 τ |
|
|
|
|
|
|
|
i , А (расчет) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i , А (опыт) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Графики расчетной и опытной зависимостей i(t) представлены на рис. 3.
B u
t
Рис. 2
A i
|
|
|
|
|
t |
0 |
t |
2t |
3t |
4t |
5t |
Рис. 3
Работу выполнил _______________________________
Работу проверил _______________________________
Отчет по лабораторной работе № 13 «Разряд конденсатора С на цепь R–L»
Схема замещения исследуемой цепи представлена на рис. 1.
t = 0 |
L |
|
|
C |
uL |
|
|
|
|
|
|
|
|
uR |
R |
|
|
|
|
|
U |
uC |
|
|
|
|
|
||
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 1 |
|
|
|
|
|
|
|
Параметры элементов: С = ___ мкФ; L = ____ мГн; Rк =____ Ом. |
||||||||
Уравнения цепи при разряде конденсатора: |
di = − R i − uC ; |
duC |
= |
i . |
||||
|
|
|
dt |
L |
L |
dt |
|
C |
Функции тока и напряжения и их производные для случая разных корней:
|
|
i(t) = i |
(t ) |
= B ep1t + B e p2t , u |
C |
(t) = u |
св |
(t )= A e p1t + A e p2t ; |
||||||||
|
|
св |
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
||
u |
L |
(t) = L di(t) = L(B p ep1t |
+B p ep2t ) |
, i(t) =C |
duC (t) |
=C(A p ep1t |
+ A p ep2t ). |
|||||||||
|
||||||||||||||||
|
dt |
1 |
1 |
2 |
2 |
|
|
|
dt |
|
1 |
1 |
2 |
2 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Апериодический разряд емкости С на цепь R–L |
|
|
||||||||||||
|
|
Апериодический разряд возникает, если разрядное сопротивление |
||||||||||||||
R + Rк =______ Ом больше критического Rкр = 2 |
L / C =___________ Ом. |
|||||||||||||||
Корни характеристического уравнения: р1 = |
|
|
с–1; р2 = |
|
с–1. |
|||||||||||
|
|
Начальные условия: uC (0)= |
В; i (0)= 0 ; uL (0) = |
|
В. |
|
||||||||||
|
|
Используя начальные условия, составляем уравнения для расчета посто- |
||||||||||||||
янных интегрирования. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
i(0) = B1 + B2 , |
|
|
|
|
|
uC (0) = A1 + A2 , |
|
|
|
|||||||
uL (0) = L(B1 p1 + B2 p2 ) |
|
|
|
i(0) = C( A1 p1 + A2 p2 ) |
|
|
||||||||||
В числовом выражении: |
|
|
|
В числовом выражении: |
|
В1= |
А, В2= |
А. |
А1= |
В, А2= |
В. |
Решение имеет вид: |
|
|
|
|
|
i (t )= |
|
|
А; uC (t )= |
В. |
|
Результаты расчета функций с шагом ∆t =1/(2 | pmax |) = |
с на ин- |
||||
тервале от 0 до T = 3 / | pmin | = |
|
с представлены в табл. 1. |
Таблица 1
t, мс |
0 |
Т |
uC , В
i , мА
На рис. 2 представлены зависимости uC и uR = −Ri . На этом же рисунке линиями показаны экспериментальные зависимости uC и uR . Зависимости получены в результате пересчета с учетом масштабов данных с кальки экспериментальных зависимостей uC и uR .
B5 u
4 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
-1 |
|
|
|
|
|
-2 |
|
|
|
|
|
-3 |
|
|
|
|
|
-4 |
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
мс |
Рис. 2
Колебательный разряд емкости С на цепь R–L
Колебательный разряд возникает, если разрядное сопротивление R + Rк =__________ Ом
меньше критического сопротивления Rкр = 2 L / C =______________ Ом. Корни характеристического уравнения:
р1 =−δ+ jω = |
с–1 ; р2 =−δ− jω = |
с–1. |
||||
|
c |
|
|
|
c |
|
Расчет постоянных интегрирования: |
|
|
|
|||
i(0) = B1 + B2 , |
|
|
uC (0) = A1 + A2 , |
|
||
|
|
|
||||
uL (0) = L(B1 p1 + B2 p2 ) |
|
|
i(0) = C( A1 p1 + A2 p2 ) |
|
||
В числовом выражении: |
|
|
В числовом выражении: |
|
||
В1= |
А, В2= |
А. |
|
А1= |
В, А2= |
В. |
|
|
|
|
|
|
|
Решение имеет вид: |
|
|
|
|
|
|
||||
i (t )= |
|
|
|
|
|
А; |
||||
uC (t )= |
|
|
|
|
|
В. |
||||
Указания: решение должно иметь вид x = 2Ne−δt cos(ω t +θ). |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
c |
|
||
Результаты расчета функций с шагом ∆t ≈1 (3 |
|
Im(p1 ) |
|
)= |
с на |
|||||
|
|
|||||||||
интервале от 0 до T ≈3 ( |
|
Re(p1 ) |
|
)= |
с представлены в табл. 2. |
|||||
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
t, мс 0 |
|
|
|
|
|
Т |
||||
uC , В |
|
|
|
|
|
|
||||
i , мА |
|
|
|
|
|
|
На рис. 3 представлены зависимости uC и uR = −R i . На этом же рисунке линиями показаны экспериментальные зависимости uC и uR . Зависимости получены в результате пересчета с учетом масштабов данных с кальки экспериментальных зависимостей uC и uR .
B5 u
4 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
-1 |
|
|
|
|
|
-2 |
|
|
|
|
|
-3 |
|
|
|
|
|
-4 |
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
мс |
Рис. 3
Работу выполнил: __________________________________
Работу принял: ____________________________________
Отчет по лабораторной работе № 14
«Экспериментальное определение
А-параметров четырехполюсника»
Электрическая схема опыта прямого включения четырехполюсника представлена на рис. 1.
A |
ϕ |
1 i1 |
2 |
|
|
|
u1 |
V |
|
|
Четырехполюсник |
RН |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
1 |
|
2′ |
|
|
|
|
|
′ |
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 1 |
|
′ |
|
|
|
|
|
|
|
|
При обратном включении напряжение u1 подается на зажимы 2 −2 . |
|||||||
Опытные данные при U1= ______ В; f = ____ Гц внесены в табл. 1. |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
|
|
Режим |
|
I, мА |
ϕ, град |
Примечания |
|
|
Холостой ход |
|
|
Прямое |
индексы 1Х |
||
Короткое замыкание |
|
|
включение |
индексы 1К |
|||
|
Холостой ход |
|
|
Обратное |
индексы 2Х |
||
Короткое замыкание |
|
|
включение |
индексы 2К |
|||
Нагрузка RH = |
Ом |
|
|
U2 = |
В |
||
Комплексные сопротивления из протокола измерений: |
|
||||||
Z1Х = |
Ом; Z1К = |
Ом; Z 2Х = |
Ом; Z 2К |
Ом. |
|||
А-параметры четырехполюсника: |
|
|
|||||
A = |
|
Z1Х |
= |
|
|
|
; |
|
Z 2Х −Z 2К |
|
|
|
|
|
|
B = Z 2К A = |
|
|
|
|
Ом; |
||
С = |
A |
= |
|
|
|
|
Ом–1; |
Z1Х |
|
|
|
|
|||
D = |
B = |
|
|
|
|
. |
|
|
Z1К |
|
|
|
|
|
|
Проверка: A D – B C = 1, _____________________________________.
Данные расчета представлены в табл. 2П.
Таблица 2П
A |
B, Ом |
C, Ом–1 |
D |
|
|
|
|
Т-образная схема замещения четырехполюсника показана на рис. 2.
I&1 Z1 |
Z 2 |
I&2 |
U&1 |
Z 0 |
U&2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 2 |
|
|
|
|
|
Сопротивления в схеме замещения: |
|
|
|
|
|||||||||
Z1 |
= |
|
A −1 |
= |
Ом, Z 2 = |
D −1 |
= |
|||||||
|
|
C |
|
C |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Z0 |
= |
|
1 |
= |
|
|
Ом. |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для четырехполюсника с нагрузкой
U&1 = AU2 + B U2 = RH
I&1 = CU2 |
+ D |
U2 |
= |
|
RH |
|
|||
|
|
|
|
|
Расчетные данные: U1 = |
В; I1 = |
Экспериментальные данные: U1 =
RH =____ Ом получаем:
В;
|
А. |
А;ϕ= |
град. |
В; I1 = |
А; ϕ = |
Работу выполнил: _________________________________
Работу принял: _____________________________________
Ом;
град.
|
|
Отчет по лабораторной работе № 15 |
|
|
|
|
|||||||
«Передаточные функции и частотные характеристики |
|||||||||||||
|
|
|
|
четырехполюсника» |
|
|
|
|
|
|
|||
Схема исследуемой цепи представлена на рис. 1. |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
U1 |
ϕ |
|
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
u (t ) |
01 |
|
02U2 |
|
Четырехполюсник |
V2 |
u |
2 |
(t ) |
||||
1 |
|
|
|
V |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
′ |
|
|
|
|
|
|
′ |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Параметры четырехполюсника: |
L = |
|
мГн; Rк = |
Ом; |
C = |
|
мкФ; |
||||||
R1 = 47 Ом. Напряжение U1= 5 В. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Экспериментальные данные представлены в табл. 1. |
|
|
Таблица 1 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
f, Гц |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
140 |
160 |
180 |
|
200 |
220 |
|
U2,В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
α, град |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчет частотных характеристик четырехполюсника |
|
|
Амплитудно-частотная характеристика цепи K( f ) = U2 ( f ) .
U1
Вещественная частотная характеристика цепи K1 ( f ) = K( f )cos(α( f )) .
Мнимая частотная характеристика цепи K2 ( f ) = K ( f )sin(α( f )) . Амплитудно-фазовая характеристика цепи K( f ) = K1 ( f ) + jK2 ( f ) .
Фазо-частотная характеристика цепи α( f )= arctg K2 (( f ))
K1 f
Результаты расчета по данным табл. 1 представлены в табл. 2.
Таблица 2
f, Гц 20 40 |
60 |
80 |
100 120 140 160 180 200 220 |
K
α,град
K1
K2
По данным табл. 2 на рис. 2 построена амплитудно-частотная характеристика (АЧХ); на рис. 3 – фазо-частотная характеристика (ФЧХ) четырехполюсника.
1,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
K |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
0,9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
0,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
0,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
0,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
0,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f |
|
|||||
0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гц |
|||||
20 |
|
40 |
|
60 |
|
80 |
|
100 |
120 |
140 |
160 |
180 |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
KU ( f )=1 |
|
|
|
Рис. 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Линия, где |
2 = 0,707 , |
определяет полосу пропускания. Из |
|||||||||||||||||||||||||||||
графика рис. 2 полоса пропускания от |
|
до |
|
|
|
Гц. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
град |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
° |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
90 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
135 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f |
|
|
|
||
|
|
180 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
20 |
|
40 |
|
60 |
|
80 |
100 |
120 |
140 |
160 |
180 |
Гц |
Рис. 3 На рис. 4 по данным табл. 2 построена амплитудно-фазовая характери-
стика цепи K ( f ) . Масштаб по осям (+1) и (+ j) выбирают одинаковым.