Материал: Иссл-е ЭЦ. Лаб.практикум по дисц-не ТОЭ ч2.ГТИ,ЛВС,ПЕВ,ФАР,2007

4.3. Для исследуемого фильтра (см. методические указания, п.

6.6).

4.4.По таблицам (см. в конце описания) построить на

миллиметровой бумаге зависимость α(f /fгр) и β(f /fгр) для исследуемого фильтра.

4.5.Нарисовать качественно зависимость характеристического сопротивления от частоты (в соответствии с вариантом выполнения работы) и вычислить его величину для 3-4 частот полосы пропускания, указанных в таблице.

4.6.Нарисовать качественно векторную диаграмму напряжений

итоков для исследуемого фильтра в полосе пропускания при согласованной нагрузке.

5.РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ

5.1.Откалибровать сопротивление нагрузки фильтра RН = K .

5.2.Собрать цепь по схеме, изображенной на рис. 12.5. Схема и параметры фильтра выбирается по указанию преподавателя из табл. 12.1.

5.3.Изменяя частоту f в пределах от 0 до 2 fгр , измерить

напряжение U1 и U2 при постоянной нагрузке.

5.5.Нанести полученные точки амплитудной характеристики на

расчетный график зависимости α(f /fгр). Объяснить причину различия экспериментально полученных и рассчитанных точек.

5.6.Определить экспериментально коэффициент затухания для 3-4 частот полосы пропускания, устанавливая при помощи магазина сопротивлений рассчитанные в п. 4.5 величины согласованной нагрузки.

5.7.Нанести полученные точки на расчетный график

зависимости α(f /fгр).

5.8. Собрать цепь по схеме, изображенной на рис.12.6. Изменяя частоту f при постоянной нагрузке фильтра, равной К, определить разность фаз (ψU1 −ψU 2 ) между входным U1 и выходным U2

напряжениями (см. метод. указания, п. 6.3).

5.9.Нанести полученные точки фазовой характеристики на

расчетный график зависимости β(f /fгр). Объяснить причины различия экспериментально полученных и рассчитанных точек.

6.МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

6.1.При расчете учесть, что для фильтров, у которых продольная индуктивность L составляется из двух катушек, каждая из них имеет индуктивность L / 2, и для фильтров, у которых поперечная индуктивность L составляется из двух катушек, каждая из них имеет индуктивность 2L. Для фильтров, у которых продольная емкость С составляется из двух конденсаторов, каждый имеет емкость 2С и для фильтров, у которых поперечная емкость С составляется из двух конденсаторов, каждый имеет емкость С / 2 (см. рис. 12.1).

6.2.При исследовании частотных характеристик рекомендуется выбрать те же значения частоты, и что для построения характеристик

по данным таблиц 12.2, 12.3. Обратите внимание на значения α(f /fгр) для частот, близких к граничным. Напряжение на входе фильтра поддерживайте постоянным, не более 500 мВ и не менее 50 мВ. В

этом случае можно воспользоваться при всех измерениях шкалой 0÷1,0 В вольтметра.

6.3.При исследовании фазо-частотной характеристики значения частоты f следует выбирать теми же, что и для исследования амплитудно-частотной характеристики. Для определения разности

фаз (ψU1 − ψU 2 ) в работе применяется электронный фазометр.

Продолжение табл. 12.1

РЕКОМЕНДОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1.Теоретические основы электротехники: Учеб. для вузов/К.С. Демирчян, Л.Р. Нейман, Н.В. Коровкин, В.Л. Чечурин.-4-е изд., доп. для самост. изучения курса. -СПб.:Питер.-(Учебник для вузов).- Т.1.-2003.-463 с.:ил.

2.Теоретические основы электротехники: Учеб. для вузов/К.С. Демирчян, Л.Р. Нейман, Н.В. Коровкин, В.Л. Чечурин.-4-е изд., доп. для самост. изучения курса. -СПб.:Питер.-(Учебник для вузов).- Т.2.-2003.-576 с.:ил.

3.Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: Учебник для вузов.-10-е изд., стереотип.-М.:

Гардарики,2003.-638 с.:ил.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №13

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ С НЕЛИНЕЙНЫМИ РЕЗИСТИВНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Экспериментальная проверка выполнения законов Кирхгофа для

безынерционных нелинейных элементов при постоянном и переменном токах.

2. КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Элементы электрических цепей, параметры которых зависят от величины тока или напряжения, называют нелинейными. Различают резистивные и реактивные нелинейные элементы. К числу резистивных относят: бареттеры, термисторы, варисторы, электронные и полупроводниковые диоды, стабилитроны и т.д.. Перечисленные элементы – пассивные нелинейные двухполюсники.

Их свойства представляются единственной вольтамперной характеристикой (ВАХ), что позволяет отнести эти элементы к группе неуправляемых нелинейных элементов.

ВАХ резистивного нелинейного элемента расположены в первой и третьей квадрантах системы координат. Она в той или иной степени

напряжения и тока. Для точки ВАХ, выбранной в качестве рабочей, (точка А на рис. 13.1) определяют:

− статическое сопротивление

− дифференциальное сопротивление

где k = mU - масштабный коэффициент; mI

mU , mI - масштабы по осям напряжения и тока.

По динамическим свойствам нелинейные элементы делят на инерционные и безынерционные. Если постоянная времени, определяющая скорость изменения параметра элемента, меньше периода входного воздействия, то нелинейный элемент – безынерционный.

Для инерционного нелинейного элемента статическая и динамическая ВАХ могут существенно различаться, причем динамическая характеристика линейная.

Инерционными являются те элементы, нелинейность ВАХ которых обусловлена тепловыми процессами (лампы накаливания, бареттеры, термисторы). Характеристики этих элементов симметричны относительно начала координат.

К безынерционным нелинейным элементам обычно относят те элементы, нелинейность характеристик которых связана с электронными процессами (варисторы, диоды, стабилитроны, неоновые лампы и т.п.). Характеристики этих элементов могут быть симметричными (варисторы) или несимметричными (диод, стабилитрон).

Рассмотрим примеры построения вольтамперных характеристик двухполюсника, состоящего из двух нелинейных элементов с известными ВАХ.

При последовательном соединении резисторов (рис. 13.2) цепь описывается уравнением, составленным по второму закону Кирхгофа:

U(I)=U1(I)+U2(I),