- •Б.П. Безручко, е.П. Селезнев Эквивалентные представления и нелинейные явления в электрических цепях
- •Содержание.
- •1. Эквивалентные представления электротехнических элементов.
- •2. Колебательный контур с варакторным диодом – объект исследования в экспериментальной части работы.
- •3. Линейные и нелинейные цепи.
- •3.1. Линейный колебательный контур.
- •3.2. Нелинейные колебания в контуре при гармоническом воздействии.
- •4. Графическое представление величин, изменяющихся во времени.
- •6. Практическое задание.
- •6.1.Последовательная rr–цепь.
- •6.2. Последовательная rc–цепь.
- •6.3. Сложная rc–цепь.
- •5. Экспериментальная установка.
- •6.4. Наблюдение вольт–амперных характеристик диода.
- •6.5. Изучение резонансные свойства контура и явления гистерезиса.
- •6.6. Наблюдение нелинейных колебательных режимов в цепи.
- •Приложение 1. Линейность и нелинейность функций и уравнений.
- •Литература.
- •Контрольные вопросы.
- •Источники опасности и правила безопасной работы.
5. Экспериментальная установка.
Экспериментальная установка (рис.11) представляет собой макетную плату, на которой расположены рабочие элементы: катушка индуктивности, полупроводниковые диоды, конденсатор и резисторы. Катушка индуктивности намотана на фторопластовом каркасе, помещена в броневой ферритовый сердечник марки 2000НМ и имеет индуктивность 38.4 мГн. Сопротивления резисторов: R1=3.6 кОм, R2=3 кОм, R3=2.2 кОм, R4=300 Ом, R5=20 Ом, R6=16 Ом, емкость конденсатора С=22 нФ.
Макетная плата имеет вход и два выхода. Ко входу подключается источник гармонической эдс. К выходам подключаются узлы или элементы измерительной схемы, для регистрации напряжения. В процессе выполнения практических заданий необходимо собрать изучаемую схему, точки цепи на которые подается напряжения генератора и снимается напряжение на вход осциллографа подключаются к соответствующим входу и выходам макета.
|
Рис.11. |
Частота
воздействия f
регулируется соответствующими элементами
управления генератора. Напряжение с
элементов изучаемых цепей подаются на
входы Y1
и Y2
двухканального осциллографа С1–102. На
экране этого осциллографа можно наблюдать
временные реализации. Если вместо одного
из этих сигналов на вход осциллографа
подать напряжение с выхода генератора,
предоставляется возможность сопоставить
сигналы в точках цепи и внешнее
воздействие. Нажатием кнопки
,
сигнал, подаваемый на канал Y2
осциллографа подается пластины
горизонтального отклонения осциллографа.
В итоге на его экране наблюдается
проекция фазового портрета.
6. Практическое задание.
6.1.Последовательная rr–цепь.
Собрать на макете схему, представленную на рис.12а. Затем собрать схему для измерений в соответствии с рис12.б.
Включить
установку, установить значение частоты
генератора 20 кГц, по осциллографу
установить амплитуду генератора 5 В.
Пронаблюдать форму напряжений на входе
и на выходе макета. Включить осциллограф
в режим
и методом фигур Лиссажу определить
сдвиг фаз между напряжением на резисторе
и напряжением генератора.
а) |
б) |
Рис.12. |
|
Провести измерения для значений частоты генератора 100 Гц, 1кГц, 40кГц. Результаты оформить в виде графиков.
6.2. Последовательная rc–цепь.
Собрать на макете схему, представленную на рис.13а. Затем собрать схему для измерений в соответствии с рис.13б.
Включить установку, установить значение частоты генератора 20 кГц, по осциллографу установить амплитуду генератора 5 В. Пронаблюдать форму напряжений на входе и на выходе макета. Включить осциллограф в режим и методом фигур Лиссажу определить сдвиг фаз между напряжением на резисторе и напряжением генератора. Провести измерения для значений частоты генератора 100 Гц, 1кГц, 40кГц. Результаты оформить в виде графиков.
|
|
Рис.13. |
|
6.3. Сложная rc–цепь.
Собрать на макете схему, представленную на рис.14а. Затем собрать схему для измерений в соответствии с рис.14б.
Включить установку, установить значение частоты генератора 20 кГц, по осциллографу установить амплитуду генератора 5 В. Пронаблюдать форму напряжений на входе и на выходе макета. Включить осциллограф в режим и методом фигур Лиссажу определить сдвиг фаз между напряжением на резисторе и напряжением генератора. Провести измерения для значений частоты генератора 100 Гц, 1кГц, 40кГц. Результаты оформить в виде графиков.
|
|
Рис.14. |
|

а)
б)
а)
б)