5.1. Собрать цепь по схеме рис. 4. В качестве сопротивления   R   использовать резистор с сопротивлением 700 Ом. Последовательно этому резистору включить вход искусственной линии (отвод номер 0). Диапазон частот эксперимента 0,2 - 125 кГц.

5.2. Подобрать частоту, при которой данная цепная модель соответствует четвертьволновому отрезку длиной линии. Для этого на выходе генератора ГНЧ  по вольтметру  V ₁      установить напряжение   1 В.  На выходе линии нагрузка не подключена – холостой ход. Вначале устанавливается нижняя частота рассматриваемого диапазона – 500 Гц. Плавно увеличиваем частоту, тем самым уменьшаем входное сопротивление цепной схемы, моделирующую длинную линию. На частоте, при которой показание вольтметра  V ₁  приближается к минимальному значению, данная цепная схема будет эквивалентна четвертьволновому отрезку линии.

Таким образом, экспериментально определено значение частоты при которой данная цепная схема соответствует четвертьволновому отрезку длинной линии.

5.3. Провести измерения распределения напряжения на этой частоте (п. 5.2.) в режиме холостого хода, используя вольтметр  V ₂. Для этого следует присоединять вход вольтметра V ₂  последовательно к отводам всех выводов цепной схемы.

Результаты измерения занести в табл. 1. Построить график распределения напряжения  U(k).

5.4. Исследовать распределение напряжения   U(k)   на искусственной линии в режиме короткого замыкания для    l = λ/4.  Для этого соединить выход 16 с землей и установить частоту, зафиксированную в п.5.2. На выходе генератора ГНЧ по вольтметру   V ₁    установить такое напряжение, чтобы напряжение на входе линии, отсчитываемое по вольтметру   V ₁ ,   равнялось 1 В. Присоединяя вход вольтметра  V ₂    последовательно к отводам всех номеров, измерить при найденной частоте распределение напряжения вдоль линии. Убедитесь, что частота выбрана правильно и обеспечивается один узел напряжения на отводе номер 16.

Результаты всех измерений занесите в табл. 1. Постройте график распределения напряжения   U(k).

6. Контрольные вопросы

6.1. Какая линия называется однородной?

6.2. Какими параметрами характеризуется длинная линия?

6.3. Чем характеризуется линия без потерь?

6.4. Может ли быть напряжение в начале линии с потерями в режиме холостого хода меньше напряжения в конце ее?

6.5. Чему равно входное сопротивление идеальной линии длиной λ /4, λ /2 в режимах холостого хода и короткого замыкания?

6.6. Чем характеризуется линия, замкнутая на характеристическое сопротивление?

6.7. Как изменяется входное сопротивление линии, разомкнутой или замкнутой накоротко в конце ее при:

а) изменении частоты источника питания;

б) при изменении ее длины?

6.8. Как определить частоты, при которых длина заданной линии равна λ /4, λ /2, λ    и т.д.?

6.9.Почему для моделирования длинной линии цепной схемой необходимо увеличивать количество звеньев (теоретически до бесконечности)?

6.10. Каким образом по значениям L ₀,   C ₀, R_ПР, R_П  цепной схемы можно установить геометрические размеры длинной линии?

СОДЕРЖАНИЕ

Описание лабораторного стенда

Общие требования по подготовке, выполнению и оформлению отчетов по лабораторным работам

Список литературы

Лабораторная работа №1. Исследование линейных электрических цепей

синусоидального тока

Лабораторная работа №2. Исследование электрических цепей, содержащих индуктивно связанные катушки

Лабораторная работа №3. Резонанс напряжений

Лабораторная работа №4. Резонанс токов

Лабораторная работа №5. Переходные процессы в линейных электрических цепях с последовательным соединением R , L и R , C .

Лабораторная работа №6. Переходные процессы в линейных электрических цепях с последовательным соединением R , L , C.

Лабораторная работа №7. Исследование цепной модели линии с распределенными параметрами.