где C - емкость в Фарадах. f - частота в Герцах. π(пи) = 3,14
Определив величину реактивного сопротивления можно определить емкость по формуле
Этот метод измерения, при котором измеряются величины входящие в формулу, а затем рассчитывается нужная величина называется косвенным методом измерения.
Цель работы: Закрепить навыки работы с приборами по измерению тока и напряжения, освоить метод амперметра-вольтметра для измерения емкости, попрактиковатся в соединении деталей методом пайки.
|
|
1.Записать тему и зарисовать схему в тетрадку.
2.Собрать схему 1 если сопротивление ожидается маленьким а ток большим, или схему 2 если сопротивление велико а ток мал. Чем меньше емкость тем выше должна быть частота.
3.Плавно поднять напряжение переменного тока с генератора или источника питания до четких показаний амперметра и вольтметра.
4.Записать показания амперметра и вольтметра в тетрадь.
U(v) = ......................
I(a) = ......................
f(герц)=.....................
5.Рассчитать значение сопротивления по формуле и записать в тетрадь
6.Активное сопротивление R у емкости очень велико, его можно не измерять.
7.Вычислить емкость конденсатора по формуле
8.Записать частоту переменного тока, напряжение, ток, результаты вычисления, получившееся значение емкости в тетрадь. Сравнить значение емкости, нанесенное на конденсаторе с получившимся значением.
Примечание: При выборе приборов следует учитывать максимальную частоту на которых они работают.
Вопросы:
1. Что такое емкость конденсатора, зависит ли она от частоты проходящего тока?
1. Можно ли сказать, что реактивное сопротивление конденсатора изменяется при увеличении его емкости? Если изменяется то как, растет или уменьшается?
2. Можно ли сказать, что активное сопротивление конденсатора изменяется при изменении частоты переменного тока?
3. Какая схема предпочтительна при большой частоте первая или вторая, почему?
4. Можно ли сказать, что общее сопротивление последовательно соединенных конденсаторов меньше сопротивления емкости любого их них?
Используемое оборудование
1. Амперметр (Ампервольтомметр) переменного тока - один.
2. Вольтметр (Ампервольтомметр) переменного тока - один.
3. Генератор сигналов переменного тока.
4. Калькулятор.
5. Конденсатор постоянной емкости неполярный - 1 штук
6. Соединительные концы.
7. Макетная плата.
8. Паяльник, припой, флюс.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 44
Закон Ома, использование его для измерений индуктивности методом амперметра-вольтметра.
Сведения из теории. Закон Ома гласит, что ток на участке электрической цепи прямо пропорционален напряжению на этом участке цепи и обратно сопротивлению участка цепи. Только для переменного тока учитывается полное сопротивление, которое обозначается буквой Z. Эта связь выражена формулой I = V(вольт) / Z (Ом) значит
Z = V(Вольт) / I(Ампер). Измерив ток и падение напряжения в цепи переменного тока можно определить полное сопротивление цепи Z. Этот метод измерения сопротивления изложен в предыдущей лабораторной работе. Активное сопротивление (R) и реактивное (Х) соединены в индуктивности последовательно, поэтому:
где R - активное сопротивление
измеряемое омметром на постоянном токе.
Реактивное сопротивление катушки индуктивности растет с увеличением частоты и индуктивности и равно X = 2 x π x L х f
где L - индуктивность в Генри. f - частота в Герцах. π(пи) = 3,14
Определив величину реактивного сопротивления можно определить индуктивность по формуле L = X(Ом) / (2 x π x f(Гц))
Цель работы: Закрепить навыки работы с приборами по измерению тока и напряжения, освоить метод амперметра-вольтметра для измерения индуктивности, попрактиковаться в соединении деталей методом пайки.
|
|
1. Записать тему и зарисовать схему в тетрадку.
2. Собрать схему 1 если сопротивление ожидается маленьким а ток большим, или схему 2 если сопротивление велико а ток мал. Чем меньше индуктивность, тем выше должна быть частота.
3. Плавно поднять напряжение переменного тока с генератора или источника питания до четких показаний амперметра и вольтметра.
4. Записать показания амперметра и вольтметра в тетрадь.
|
|
U(v) = ......................
I(a) = ......................
f(герц)=.....................
5. Рассчитать значение сопротивления по формуле и записать в тетрадь
6. Измерить активное сопротивление R омметром и записать в тетрадь.
7. Вычислить реактивное сопротивление индуктивности Х по формуле
8.Вычислить индуктивность катушки по формуле:
Записать полученный результат в тетрадку.
Примечание: При выборе измерительных приборов следует учитывать максимальную частоту их работы.
Вопросы:
1. Что называется индуктивностью?
2. Какие сопротивления цепи составляют полное сопротивление?
3. Что делать если напряжение так мало, что вольтметр измерить его не может ?
4. Почему сопротивление индуктивности переменному току называется реактивным, а постоянному - активным?
5. Изменяется ли реактивное сопротивление при изменении частоты переменного тока и если изменяется то почему?
6. Изменяется ли величина активного сопротивления с изменением частоты тока?
7. Чем отличается закон Ома для постоянного тока от переменного тока.
Используемое оборудование
1. Амперметр (Ампервольтомметр) переменного тока - один.
2. Вольтметр (Ампервольтомметр) переменного тока - один.
3. Генератор сигналов переменного тока.
4. Калькулятор.
5. Индуктивность - 1 шт.
6. Соединительные концы.
7. Макетная плата.
8. Паяльник, припой, флюс.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 45
Свойства параллельного колебательного контура. Практическое определение резонансной частоты. Амплитудно-частотная характеристика контура. Определение добротности и полосы пропускания колебательного контура.
Сведения из теории. Колебательный контур состоящий из параллельно соединенных емкости (C) и индуктивности (L) имеет частоту (fк) собственных электромагнитных колебаний зависящую от индуктивности и емкости контура.
где π(пи) = 3,14
Если источник переменного тока (генератор) подключенный к контуру дает ток с частотой равной частоте контура, то сопротивление параллельного контура переменному току резко возрастает, ток проходящий через контур уменьшается, падение напряжения на контуре тоже возрастает. При собственной частоте контура ток через конденсатор равен величине току через индуктивность и противоположен по направлению. Это состояние называется резонансом токов, а частота резонансной частотой. При резонансной частоте уменьшаются потери электрической энергии в контуре. Отношение полного сопротивления контура (Z) току с резонансной частотой к своему активному сопротивлению(R) называется добротностью (Q) контура. Чем больше индуктивное сопротивление катушки, тем выше добротность контура, тем меньше потерь энергии в нем. Можно исследовать зависимость напряжения на контуре от значения частоты тока подаваемого на контур. С генератора подают переменные токи разной частоты через балластный резистор на контур и измеряют напряжения на контуре, а полученную зависимость называют амплитудно-частотной характеристикой контура или АЧХ. По АЧХ судят о качестве контура и его резонансной частоте. Чем лучше добротность контура тем "уже" АЧХ контура. Добротность контура можно определить (приблизительно) графически отношением резонансной частоты к разнице частот на 0.7U max АЧХ. Вольтметр включен параллельно балластному резистору для исключения влияния его внутреннего сопротивления на добротность контура, но АЧХ получится обратной. Разность частот на уровне 0.7Umax называется полосой пропускания колебательного контура
fп = fmax.п- fmin.п
Цель работы: Закрепить навыки работы с мультиметром по измерению напряжений, частоты с помощью частотомера и освоить методику построения графиков АЧХ по практическим измерениям, научиться определять резонансную частоту контура, добротность и полосу пропускания с помощью вольтметра и генератора.
|
|
1. Собрать колебательный контур, установив балластное сопротивление исходя из максимального тока генератора (Iмах) и напряжения на выходе (Uмах).
Rб = Umax / Imax.
2.Подключить вольтметр в соответствии со схемой.
3.Изменяя частоту генератора найти момент наименьшего показания вольтметра.
4.Снять отсчет с шкалы частотомера в момент наименьшего показания вольтметра, записать в тетрадь частоту и напряжение.
5.Изменяя частоту генератора найти момент наибольшего показания вольтметра.
6.Снять отсчет с шкалы частотомера в момент наибольшего показания вольтметра, записать в тетрадь частоту и напряжение.
7.Определить шаг задания частоты (fmax-fmin)/10.
8.Изменяя частоту генератора от fmin до fmax+(fmax-fmin) пошагово записать показания вольтметра. Отсчет можно снимать с шкалы частотомера или генератора.
9.Построить АЧХ по записанным в таблице данным.
| Частота f | |||||||
| Амплитуда А |
|
|
9. Построить АЧХ, приблизительно определить
Q = fрез/(fmax.п-fmin.п)
ВОПРОС:
1. Что делать, если нет вольтметра?
2. Для чего необходимо балластное сопротивление?
3. Почему вольтметр не включен параллельно контуру?
4. Можно ли включить вольтметр параллельно контуру, если можно то при каком условии?
5. Равна ли собственная частота контура резонансной частоте?
6. Что называется добротностью контура?
7. Что такое "полоса пропускания" контура?
8. Как приблизительно оценить добротность по АЧХ?
9. Что называется резонансом в токов?
Используемое оборудование
1. Вольтметр (Ампервольтомметр) - один.
2. Измерительный генератор переменного тока - 1 шт
3. Калькулятор.
4. Резистор постоянный - 1 шт.
5. Индуктивность - 1 шт.
6. Конденсатор постоянной емкости - 1 шт.
7. Соединительные концы.
8. Макетная плата.
9. Паяльник, припой, флюс.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 46
Дата: 2018-12-28, просмотров: 370.
