Материал: Laboratorny_praktikum_po_TOE_2017_zerkalny
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
––––––––––––––––––––––––––––––––
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина)
–––––––––––––––––––––––––––––––––––
Основы теории цепей
Лабораторный практикум по теоретической электротехнике
Санкт-Петербург Издательство СПбГЭТУ «ЛЭТИ»
2017
УДК 621.3.011 (075)
ББК З 21
О75
Авторы: А. П. Барков, Ю. А. Бычков, С. А. Дегтярев,
В. М. Золотницкий, А. В. Зубарев, |
Ю. М. Иншаков, |
В. В. Панкин, М. С. Портной, |
М. В. Соклакова, |
Е. Б. Соловьева, Э. П. Чернышев. |
|
А. Е. Завьялов, Д. А. Морозов, В. Н. Соколов,
О75 Основы теории цепей: лабораторный практикум по теоретической электротехнике / под ред. Ю. А. Бычкова, Е. Б. Соловьевой, Э. П. Чернышева. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2017. 99 с.
ISBN 978-5-7629-1917-3
Приведено описание лабораторных работ по темам: резистивные цепи, переходные процессы, установившийся синусоидальный режим, частотные характеристики и спектры, индуктивно связанные, четырехполюсные, активные и нелинейные цепи.
Предназначен для студентов всех специальностей при работе в лаборатории электрических цепей.
УДК 621.3.011 (075)
ББК З 21
Рецензенты: кафедра РОС СПбГУТ им. проф. М. А. Бонч-Бруевича; д-р техн. наук, проф. Н. В. Коровкин (СПбГПУ).
Утверждено редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия
ISBN 978-5-7629-1917-3 |
© СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2017 |
|
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ |
АЧХ |
– амплитудно-частотная характеристика |
АФХ |
– амплитудно-фазовая характеристика |
ВАХ |
– вольт-амперная характеристика |
ВД |
– векторная диаграмма |
ГС |
– генератор сигналов |
ДП |
– двухполюсник |
ИН |
– источник напряжения |
ИП |
– источник питания |
ИТ |
– источник тока |
ОУ |
– операционный усилитель |
ППФ |
– полосно-пропускающий фильтр |
ФНЧ |
– фильтр нижних частот |
ФЧХ |
– фазочастотная характеристика |
3
Работа № 1 ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ЛИНЕЙНЫХ И НЕЛИНЕЙНЫХ РЕЗИСТОРОВ И ИСТОЧНИКОВ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ЭНЕРГИИ
Цель работы: экспериментальное определение ВАХ линейных и нелинейных резисторов и источников электромагнитной энергии; изучение временных реакций линейных и нелинейных резисторов на заданные воздействия.
1.1.Экспериментальные исследования
1.1.1.Определение ВАХ линейного и нелинейного резисторов
Зависимость между напряжением и током элемента электрической цепи называется его ВАХ. У линейного резистора ВАХ описывается уравнением прямой, проходящей через начало координат: u Ri . У нелинейного резистора ВАХ соответствует нелинейное уравнение: u f i . Примеры ВАХ линейного и нелинейного резисторов показаны на рис. 1.1, а, б соответственно.
u |
u |
0 |
i |
0 |
i |
|
а |
|
б |
Рис. 1.1
Вопрос 1. Что определяет угол наклона ВАХ линейного резистора?
Для определения ВАХ линейного резистора R соберите схему, изображенную на рис. 1.2. В качестве исследуемого возьмите резистор, указанный преподавателем. В качестве ИП подключите источник постоянного напряжения. Изменяя напряжение источника через 1 В в диапазоне от –3 до 3 В (для смены полярности поменяйте местами провода на выходе ИП), снимите соответствующие показания амперметра A и вольтметра V. Данные занесите в
4
таблицу, приведенную ниже. Постройте ВАХ и определите по графику значение R.
u, В
i, мА
Вопрос 2. Если точки ВАХ, полученные экспериментально, не лежат строго на прямой, то чем это можно объяснить? Каким образом в таком случае провести график ВАХ?
Источник |
Исследуемый |
V |
|
питания |
резистор |
||
|
|||
|
A |
|
Рис. 1.2
Для определения ВАХ нелинейного резистора в схему (рис. 1.2) в качестве исследуемого резистора включите элемент Д. Изменяя напряжение ИП через 0,5 В в диапазоне от –3 до 2 В, снимите показания амперметра и вольтметра. Данные занесите в таблицу. Постройте ВАХ нелинейного резистора.
Вопрос 3. Какой зависимостью связаны между собой ток и напряжение линейного и нелинейного резисторов?
1.1.2.Анализ временных зависимостей токов и напряжений линейного
инелинейного резисторов при синусоидальных воздействиях
Снимите осциллограммы тока и напряжения линейного резистора R при действии синусоидального напряжения. Для этого соберите схему, изображенную на рис. 1.3 ( Rш – сопротивление шунта). Установите на выходе ГС частоту синусоидального напряжения f = 1 кГц и амплитуду Um 2 В (при
этом |
вольтметр |
покажет |
действующее |
значение |
напряжения |
||
|
|
|
|
|
|||
U Um |
|
2 1,4 В). |
Положение переключателей осциллографа установите |
||||
для наблюдения двух сигналов, поступающих на входы осциллографа («→→» («DUAL»), синхронизация («TRIGGER») – «от канала 1» («CH1»),
«Авт.» («AUTO»)). |
Отрегулируйте чувствительность каналов |
(«V/дел.» |
||
(«VOLTS/DIV»)) |
и |
масштаб |
временной |
развертки |
(«время/дел.» («TIME/DIV»)) для наблюдения на экране осциллографа кри-
5