4.1. Схемы используемых цепей приведены на рис. 6-9. Для сборки схем используется элементы лабораторного модуля измерительного лабораторного стенда: L = 10 мГн, R_k = 11 Ом, C = 25 нФ, R = 1 кОм,

R _Ш = 10 Ом. Измерительное сопротивление  предназначено для определения тока в ветви. Ток в этой ветви рассчитывается с помощью закона Ома по измеренному напряжению на сопротивлении R _Ш ( I = U / R _Ш ). Измерение действующих значений напряжений в схемах осуществляется с помощью цифровых вольтметров, измерение углов сдвига фаз между напряжениями и токами – с помощью фазометра.

4.2. Собрать схему рис. 6, установив по вольтметру V ₁ напряжение генератора ГНЧ, заданное преподавателем и частоту = 300 Гц. Измерить по фазометру сдвиг фаз  между напряжением резистора и «опорным» напряжением генератора, который совпадает со сдвигом фаз между током и напряжением генератора: , т.е. аргумент  комплексного сопротивления  Z  собранной на стенде цепи, который определяется как сдвиг фаз между входным напряжением и током, равен: . разомкнуть узлы 1 и 2  и  узлы 5 и 4 и соединить между собой узлы 2 и 5 и узлы 4 и 5, как показано на рис. 7. При этом, очевидно, режим цепи не изменится, но только вольтметр V ₂ будет показывать напряжение U_LR на катушке индуктивности, а фазометр – сдвиг фаз   между напряжением на катушке и «опорным» напряжением генератора: . Результаты измерений занести в графу «Опыт» таблицы 1.

4.3. Собрать схему рис. 8. Установить по вольтметру V ₁ напряжение, такое же как в п.4.2, частоту = 4 кГц. Измерить по фазометру сдвиг фаз  между напряжением резистора и «опорным» напряжением генератора, который совпадает со сдвигом фаз между током и напряжением генератора: . Значит, аргумент  комплексного сопротивления Z собранной на стенде цепи, который определяется как сдвиг фаз между входным напряжением и током, равен .

Переключите входные зажимы собранной на стенде цепи к противоположным выходным клеммам генератора, как показано на рис. 9. При этом, очевидно, режим цепи не изменится, но только вольтметр  будет показывать напряжение на конденсаторе, а фазометр – сдвиг фаз между напряжением на конденсаторе и «опорным» напряжением генератора: . Результаты измерений занести в таблицу 2.

5. Контрольные вопросы

5.1. Что такое емкостное,  индуктивное  и комплексное сопротивления?

5.2. Как зависят реактивные сопротивления емкости и индуктивности от частоты?  Нарисуйте графики этой зависимости.

5.3. Нарисуйте треугольники сопротивлений последовательной  RL и RC – цепей.

5.4. Чему равны активная, реактивная, полная и комплексная мощности в идеальной индуктивности и емкости?

5.5. Чему равны активная, реактивная, полная и комплексная мощности в реальной катушке индуктивности?

Лабораторная работа №2