Задание 2. Изучение электрических процессов в цепи, содержащей резистор и конденсатор

Замкнуть с помощью кнопочного переключателя на панели кассеты ФПЭ - 09/ПИ ветвь, содержащую конденсатор С.
Получить на экране осциллографа устойчивое изображение двух исследуемых сигналов.
Зарисовать колебания, наблюдаемые на экране осциллографа при частоте генератора 20 кГц.
Определить угол сдвига фаз между током в цепи и выходным напряжением при частоте 20 кГц. Для этого измерить в делениях шкалы экрана осциллографа сдвиг во времени ∆t между изображениями двух исследуемых сигналов и период колебаний Т (рис. 9.6). Разность фаз рассчитать по формуле

φ = 360 (град). (9.31)

Рис.9.6.

Повторить пп. 3,4 при частоте генератора 80 кГц.
Провести измерение амплитуд напряжений на выходе и входе цепи при различных значениях частоты генератора v (по методике, описанной в п. 4 задания 1). Частоту генератора менять в пределах от 20 до 80 кГц сначала с интервалом 5 кГц (до 40 кГц), а затем с интервалом 10 кГц.
Рассчитать значение коэффициента передачи цепи К по формуле (9.17) для всего исследованного диапазона частот.
Построить график зависимости коэффициента передачи цепи КС от частоты выходного напряжения К=f(v).
С помощь графика К=f(v) оценить величину емкости конденсатора C. Для этого воспользуемся линейным участком графика, который описывается формулой (9.26). Определив тангенс угла наклона линейного участка и приравняв его угловому коэффициенту зависимости (9.26), получим соотношение tgа = 2πR₂С, откуда

Рассчитать разность фаз φ по формуле (9.24) при двух значениях частоты генератора: 20 и 80 кГц. Сравнить результаты расчета с результатами непосредственного измерения угла φ.
Данные измерений и вычислений занести в табл. 9.2.

Таблица 9.2

С,

∆t,

дел

Т,

дел

Задание 3. Изучение электрических процессов в цепи, содержащей резистор и катушку индуктивности

Замкнуть с помощью кнопочного переключателя на панели кассеты ФПЭ - 09/ПИ ветвь, содержащую катушку индуктивности L.
Получить на экране осциллографа устойчивое изображение двух исследуемых сигналов.
Зарисовать колебания, наблюдаемые на экране осциллографа при частоте генератора 30 кГц.
Определить угол сдвига фаз между током в цепи и входным напряжением при частоте 30 кГц. Для этого измерить в делениях шкалы экрана осциллографа сдвиг во времени ∆t между изображениями двух исследуемых сигналов и период колебаний Т (см. на рис. 9.6). Разность фаз рассчитать по формуле (9.31).
Повторить пп. 3, 4 при частоте генератора 100 кГц.
Провести измерение амплитуд на входе и выходе цепи при различных значениях частоты генератора v (по методике, описанной в пункте 4 задания 1). Частоту генератора менять в пределах от 30 до 100 кГц с интервалом 10 кГц.
Рассчитать значения коэффициента передачи цепи К по формуле (9.17) для всего исследованного диапазона частот.
Построить график зависимости .
С помощью графика оценить величину индуктивности катушки L. Для этого воспользоваться линейным участком графика, который описывается формулой (9.30). Определив тангенс угла наклона линейного участка, и прировняв его угловому коэффициенту зависимости (9.30), получим соотношение , откуда .
Рассчитать разность фаз φ по формуле (9.28) при двух значениях частоты генератора: 30 и 100 кГц. Сравнить результаты расчета с результатами непосредственного измерения угла φ.
Данные измерения и вычислений занести в табл. 9.3.