Материал: Отчёт лаб. №32

Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации Ордена трудового красного знамени федеральное государственное

бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Московский технический университет связи и информатики»

Кафедра

Теория электрических цепей

Лабораторная работа №32

«Исследование пассивных цепей при гармоническом воздействии на постоянной частоте»

Выполнил студент

Группы БСТ

Фамилия И.О.

Проверил доц. Микиртичан А.Г.

Оглавление

1 Цель работы 3

2 Задание для лабораторной работы 3

3 Предварительный расчет 3

4. Машинный эксперимент 10

4.1. Исследование модуля и фазы комплексного сопротивления С-цепи. 10

4.2. Исследование модуля и фазы комплексного сопротивления RС-цепи. 13

4.3. Исследование модуля и фазы комплексного напряжения на конденсаторе RC-цепи. 14

4.4. Исследование модуля и фазы комплексного сопротивления L-цепи. 15

4.5. Исследование модуля и фазы комплексного сопротивления RL-цепи. 17

4.6. Исследование модуля и фазы комплексного напряжения на катушке RL-цепи. 18

Выводы. 19

Вопросы для самопроверки 21

1 Цель работы

С помощью программы Micro-Cap исследовать электрический режим конденсатора и катушки индуктивности в цепях гармонического тока. Сравнить полученные характеристики с помощью программы Micro-Cap, с аналогичными характеристиками, полученными расчетным путем.

2 Задание для лабораторной работы

Изучить основные положения ТЭЦ о частотных характеристиках электрических цепей, о комплексных сопротивлениях RC- и RL-цепей. Познакомится с возможностями схемотехнического моделирования. Выполнить предварительный расчет, письменно ответить на вопросы для самопроверки.

3 Предварительный расчет

3.1. Расчет в алгебраической форме комплексного сопротивления конденсатора (рис.1), определение его полного сопротивления и аргумента arg на пяти частотах 1, 2, 3, 4 и 5 кГц, если С = 32 нФ.

Рис.1

Формулы для расчета:

– комплексное сопротивление конденсатора;

– емкостное сопротивление конденсатора;

– модуль комплексного сопротивления конденсатора;

– аргумент (фаза) комплексного сопротивления конденсатора;

- мнимая единица;

– угловая частота;

f – частота.

Полученные величины занесли в таблицу 1 предварительного расчета.

Таблица 1 – Расчет сопротивления конденсатора

Векторная диаграмма показана на рис. 2.

Рис.2

- сопротивление конденсатора на частоте f = 1 кГц, - сопротивление конденсатора на частоте f = 2 кГц, - сопротивление конденсатора на частоте f = 3 кГц, - сопротивление конденсатора на частоте f = 4кГц, - сопротивление конденсатора на частоте f = 5 кГц.

3.2. Расчет в алгебраической форме комплексного сопротивления RC-цепи (рис.3) для пяти частот 1, 2, 3, 4, 5 кГц. Определение его полного сопротивления и аргумента, если R = 2500 Ом, С = 32 нФ.

Рис.3

Формулы для расчета:

– комплексное сопротивление RC-цепи;

– модуль комплексного сопротивления двухполюсника;

– аргумент (фаза) комплексного сопротивления двухполюсника;

- мнимая единица;

– угловая частота;

f – частота.

Полученные величины занесли в таблицу 2.

Таблица 2 – Расчет полного сопротивления RC-цепи

Векторная диаграмма показана на рис.4.

Рис.4

- комплексное сопротивление RC-цепи на частоте f = 1 кГц, - комплексное сопротивление RC-цепи на частоте f = 2 кГц, - комплексное сопротивление RC-цепи на частоте f = 3 кГц, - комплексное сопротивление RC-цепи на частоте f = 4кГц, - комплексное сопротивление RC-цепи на частоте f = 5 кГц.

3.3. Расчет напряжения на конденсаторе , если на частотах 1, 2, 3, 4, 5 кГц, определение его модуля и фазы (рис.5).

Рис.5

Формулы для расчета:

– комплексный ток;

– комплексное падение напряжения;

- комплексное напряжение на конденсаторе.

Полученные данные занесли в таблицу 3.

Таблица 3 – Расчет напряжения на конденсаторе

3.4. Расчет в экспоненциальной форме комплексного сопротивления катушки индуктивности (рис.6) для пяти частот 1, 2, 3, 4, 5 кГц. Определение ее полного сопротивления и аргумента, если L = 31 мГн.

Рис.6

Формулы для расчета:

– комплексное сопротивление катушки;

– индуктивное сопротивление катушки;

– модуль комплексного сопротивления катушки;

– аргумент (фаза) комплексного сопротивления катушки;

- мнимая единица;

– угловая частота;

f – частота.

Полученные данные занесли в таблицу 4.

Таблица 4 – Расчет сопротивления катушки индуктивности