Материал: 930_lab4

Рисунок 12. Показания осциллографа

Находим ∆t и T на осциллограмме: ∆t =223.881* с, Т = 125.622* с

= = 0.6416∘ ~ 0

Рассчитаем = arctan((3.999-3.978)/1.992) ~ 0∘ ~

Рисунок 13. ВД

Полученная при помощи векторной диаграммы величина угла сдвига фаз между входным напряжением и током совпадает с соответствующим значением угла сдвига, полученным по осциллограмме

Вычислим параметры элементов: R = UR/I = 1.992/0.009958 = 200.04 Ом

С = 1/(|Zc|*ώ) = 1/(Uc\I * 2*π*f) = 1/(3.978/0.009958 * 2* π*7955) = 50.08 нФ

L = UL/(I*2* π*f) = 3.999/(0.009958*2* π*7955) = 0.00803 Гн

3.2 Устанавливаем частоту 0,5f0 = 3.9775 kHz на функциональном генераторе XFG1 и измеряем напряжения на емкостном элементе C1, на индуктивном элементе L1, на сопротивлении R1 и ток в цепи.

Находим ∆t и T на осциллограмме: ∆t =49.751* с, Т = 251.866* с

= = 71.11∘

Вычислим параметры элементов:

R = UR/I = 0.636/0.003177= 200.189 Ом

С = 1/(|Zc|*ώ) = 1/(Uc\I * 2*π*f) = 1/(2.534/0.003177 * 2* π*3977.5) = 50.17 нФ

L = UL/(I*2* π*f) = 0.6463/(0.003177*2* π*3977.5) = 0.00814 Гн

Рисунок 14. Показания осциллографа

Рассчитаем = arctan(1.8877/0.636) = 71.38∘ ~

Рисунок 15. Векторная диаграмма

Полученная при помощи векторной диаграммы величина угла сдвига фаз между входным напряжением и током совпадает с соответствующим значением угла сдвига, полученным по осциллограмме

3.3 Устанавливаем частоту 2f0 = 15.91 kHz на функциональном генераторе XFG1 и измеряем напряжения на емкостном элементе C1, на индуктивном элементе L1, на сопротивлении R1 и ток в цепи.

Находим ∆t и T на осциллограмме: ∆t =12.687* с, Т = 62.935* с

= = 72.57∘

Рисунок 16. Показания осциллографа

Рассчитаем = arctan(1.8565/0.6417) = 70,93∘ ~

Рисунок 17. Векторная диаграмма

Полученная при помощи векторной диаграммы величина угла сдвига фаз между входным напряжением и током совпадает с соответствующим значением угла сдвига, полученным по осциллограмме

Вывод

В ходе выполнения лабораторной работы была изучена связь между частотой источника и разностью фаз между напряжением и током в RC-, RL-, и RLC-цепях.

Выяснилось, что в RC – цепи при увеличении частоты уменьшается напряжение на С-элементе, в связи с чем уменьшается отставание напряжения от тока (угол φ = arctan(UC/UR)).

В RL – цепи при понижении частоты, уменьшается сопротивление ZL, а значит уменьшается и напряжение на L-элементе

Это приводит к уменьшению опережения напряжения относительно тока (угол φ = arctan(UL/UR)).

В RLС – цепи угол сдвига фаз между напряжением и током в цепи можно найти из соотношения φ = arctan((UL-UC)/UR)

При увеличении частоты входного воздействия в таком контуре, можно заметить увеличение падения напряжения на L элементе, т.е. возрастание его реактивного сопротивления ZL. Напротив, при уменьшении частоты воздействия, возрастает падение напряжения на C элементе, что соответствует росту его реактивного сопротивления ZС.

Санкт-Петербург

2021