Порядок выполнения работы. 1. Собрать схему, изображенную на рис

1. Собрать схему, изображенную на рис. 5.6.

2. Установить частоту сигнала 20 Гц.

3. Установить действующее значение сигнала U1, указанное в табл. 5.1.

4. Измерить ток Iи фазу тока φ. С помощью вольтметра измерить напряжения U_L(f), U_C(f), U_R(f) на элементах контура. Занести значение в табл. 5.2.

5. Повторить п. 2–4 для всех значений частот из табл. 5.2.

6. Найти резонансную частоту контура. Для этого, медленно изменяя частоту сигнала от 1 до 20 кГц, необходимо получить разность фаз входного напряжения и тока, равную нулю. Затем установить действующее значение сигнала 8 В. Не изменяя положение ручек генератора, измерить ток в контуре I(f₀) и напряжение U_L(f), U_C(f), U_R(f) на элементах.

Рис. 5.6. Схема экспериментальной установки

7. Найти граничные частоты. Рассчитать значение тока на граничной частоте I(f_ГР1) = I(f_ГР2) = 0,707I(f₀). Затем, уменьшая частоту генератора, добиться показаний амперметра I(f_ГР2). Записать значение нижней граничной частоты в табл. 5.2. Измерить напряжения U_L(f), U_C(f), U_R(f). Увеличивая частоту генератора, добиться показаний амперметра I(f_ГР1). Записать значение верхней граничной частоты f_Bв табл. 5.2. Измерить напряжения U_L(f), U_C(f), U_R(f).

8. Измерить фазу тока φна граничных частотах. Значения записать в табл. 5.2.

Содержание отчета по лабораторной работе

1. Цель работы.

2. Расчетное задание в соответствии с вариантом, графики частотных характеристик.

3. Исследование последовательного колебательного контура.

3.1. Схема рис. 5.6, табл. 5.2 и 5.3.

3.2. Формулы для определения резонансной частоты, добротности и характеристического сопротивления контура, комплексных значений токов, напряжений на катушке индуктивности, конденсаторе и резисторе, а также входных сопротивлений и коэффициентов передачи.

3.3. Графики тока и напряжения для частот , и Значения частот и задаются преподавателем.

3.4. Векторные диаграммы токов и напряжений для схем рис. 5.6, построенные по экспериментальным данным, снятым для частот , и

4. Графики входных частотных характеристик модуля и угла входного сопротивления и , АЧХ и ЛАЧХ и ФЧХ в тех же осях, что и теоретические расчеты подготовки к работе при различных значениях параметров схемы.

5. Определение по экспериментальным данным добротности контура Q, характеристического сопротивления r и граничных частот полосы пропускания контура и Отметить на графиках граничные частоты и полосу пропускания.

6. Анализ полученных зависимостей и выводы о влиянии параметров резистора, индуктивности, емкости на характеристики контура и на проходящие через них гармонические сигналы.

Контрольные вопросы и задания

1. Какой режим называется резонансом?

2. Запишите условия для резонанса напряжений.

3. Нарисуйте векторную диаграмму для резонанса напряжений.

4. Как определяется добротность и характеристическое сопротивление последовательного колебательного контура?

5. Почему резонанс в колебательном контуре называют резонансом напряжений?

6. Чему равно входное сопротивление и ток в колебательном контуре при резонансе?

7. Как по АЧХ и ФЧХ определить граничные частоты полосы пропускания?

8. Какой колебательный контур называют идеальным?

9. Как по частотным характеристикам определить полосу пропускания колебательного контура?

10. Каких значений (максимальных или минимальных) достигают ток и напряжения на индуктивности и емкости при резонансе напряжений?

11. Как экспериментально определить резонансную частоту контура?

12. Как влияет величина активного сопротивления, индуктивности и емкости на добротность и характеристическое сопротивление колебательного контура?

13. Как определяется обобщенная расстройка контура?