Метод комплексных амплитуд

1. Схемы исследуемых электрических цепей приведены ниже на рис. 1. Номер рисунка схемы цепи соответствует номеру варианта N. Параметры элементов схемы цепи указаны ниже в таблице 1. На входе цепи необходимо подключить идеальный источник гармонического напряжения с амплитудой Е_т = 2В. Начальная фаза источника равна нулю. На выходе цепи подключить нагрузочный резистор, сопротивление которого приведено в таблице 1.

2. Рассчитать с помощью ЭВМ амплитуду и начальную фазу напряжения на нагрузке электрической цепи, показанной на рисунке. При этом самостоятельно выбрать частоту источника напряжения, чтобы наблюдался существенный (не менее 10 градусов) фазовый сдвиг между входным и выходным напряжениями. Для определения такой частоты и фазового сдвига можно использовать измеритель ФЧХ. Фазовый сдвиг можно также определить с помощью двухлучевого осциллографа, подавая на первый вход входное напряжение (с нулевой, по умолчанию, начальной фазой), а на второй вход — выходное напряжение. Задержка т выходного напряжения относительно входного пропорциональна фазовому сдвигу: j (в градусах), где Т— период.

3. По формулам метода комплексных амплитуд рассчитать все комплексные амплитуды токов и напряжений в цепи на выбранной частоте. Сравнить результаты "ручных" расчетов с данными ЭВМ. Допустимая погрешность не более 20%.

4*. Рассчитать активную мощность, отдаваемую источником, и активные мощности, потребляемые всеми резисторами цепи. Проверить баланс активной мощности в цепи. Рассчитать баланс реактивных и полных комплексных мощностей.

5*. Подключить параллельно элементам цепи вольтметры и измерить действующие значения напряжений на этих элементах. Почему сумма напряжений на элементах любого контура цепи с реактивным элементом и источником не равна действующему значению напряжения источника?

6*. Увеличивая или уменьшая частоту сигнала найти максимальный фазовый сдвиг, вносимый цепью. Почему этот сдвиг не превышает 90 градусов?