Экспериментальная часть. В экспериментальной части необходимо:

В экспериментальной части необходимо:

- измерить напряжение на элементах RC - цепи при различных значениях частоты генератора (R и C постоянны);

- измерить фазовый сдвиг между напряжением на RC - цепи и током в RC - цепи при различных значениях частоты генератора (R и C постоянны);

- сравнить экспериментальные результаты с расчетными и убедиться в правильности произведенных расчетов;

- измерить напряжение на элементах RC - цепи при различных значениях R и C (частота генератора не изменяется);

- измерить фазовый сдвиг между напряжением на RC - цепи и током в RC - цепи при различных значениях R и C (частота генератора не изменяется).

Принципиальная схема измерений представлена на рис. 1.2. Источником гармонических колебаний является генератор НЧ (выход G2 «0 дБ»). Для измерения выходного напряжения генератора U_Г используется вольтметр PV1. Напряжение на резисторе U_R измеряется вольтметром PV2. Ток в цепи определяется путем расчета:

Рис. 1.2. Принципиальная схема проведения измерений

Пример монтажной электрической схемы (вариант 1) представлен на рис. 1.3. Чтобы погрешность измерения напряжения была наименьшей, следует вольтметры PV1 и PV2 подключить «минусом» к общей точке «^».

Рис. 1.3. Монтажная электрическая схема для рис. 1.2

Установите предел измерения вольтметров PV1 и PV2 равным 20 В, (в процессе проведения измерений для повышения точности может быть уменьшен). Тумблеры переключения режимов работы вольтметров установите в положение измерения переменного напряжения (U_~). Регулятор выходного напряжения генератора НЧ поверните против часовой стрелки до упора. Собранную схему предъявите преподавателю. После проверки преподавателем собранной схемы включите установку.

Установите выходное напряжение генератора НЧ U_Г = U₁ В. В дальнейшем поддерживайте эту величину постоянной.

Устанавливая частоту генератора согласно значениям, приведенным в таблице 1.2, занесите в таблицу показания вольтметра PV2 (U_R) и фазометра φ₁ (строки 2 и 4). Рассчитайте значения тока I и занесите их в таблицу 1.2 (строка 3).

Таблица 1.2

Значения параметров RC - цепи, полученные в результате эксперимента

при U_Г = U₁ В, R = R₁ кОм, С = C₁ нФ

F, кГц	0,5
UR, В
I, мА
φ1, град.
UC, В
φ2, град.

По окончании измерений регулятор выходного напряжения генератора НЧ поверните против часовой стрелки до упора.

Для получения значений напряжения U_C на конденсаторе необходимо изменить схему измерений согласно рис. 1.4. При этом режим цепи не изменится, но вольтметр PV2 будет показывать напряжение на конденсаторе, а фазометр – сдвиг фаз между выходным напряжением генератора и напряжением на конденсаторе.

Рис. 1.4. Принципиальная схема проведения измерений

Пример монтажной электрической схемы представлен на рис. 1.5.

Рис. 1.5. Монтажная электрическая схема для рис. 1.4

После проверки преподавателем собранной схемы установите выходное напряжение генератора НЧ U_Г = U₁ В. В дальнейшем поддерживайте эту величину постоянной.

Устанавливая частоту генератора согласно значениям, приведенным в таблице 1.2, занесите в таблицу 2 значения U_C (по показаниям вольтметра PV2) и показания фазометра φ₂.

По окончании измерений регулятор выходного напряжения генератора НЧ поверните против часовой стрелки до упора.

Сравните данные таблиц 1.1 и 1.2. Проверьте результаты ранее проведенных расчетов.

Вместо конденсатора С₁ нФ подключите в цепь конденсатор С₂ нФ. Установите частоту генератора НЧ F = 5 кГц. Установите выходное напряжение генератора НЧ U_Г = U₁ В. Запишите показания вольтметра PV2 и фазометра в таблицу 3. Рассчитайте значения тока I и занесите их в таблицу 1.3.

Регулятор выходного напряжения генератора НЧ поверните против часовой стрелки до упора.

Подключите в цепь резистор R₂ кОм и конденсатор C₁ нФ.

Таблица 1.3

Значения параметров RC - цепи, полученные в результате эксперимента

при F _Г = 5 кГц и различных R и С

	R = R1 кОм C = C2 нФ	R = R2 кОм C= C1 нФ
UR, В
I, мА
φ1, град.
UC, В
φ2, град.

Установите выходное напряжение генератора НЧ U_Г = U₁ В. Запишите показания вольтметра PV2 и фазометра в таблицу 3. Рассчитайте значения тока I и занесите их в таблицу 3.

Вернитесь к схеме измерений согласно рис. 1.2 и 1.3.

Проведите измерения при R = R₂ кОм, С = C₁ нФ. Результаты занесите в таблицу 3.

Проведите измерения при R = R₁ кОм, С = C₂ нФ. Результаты занесите в таблицу 3.

Результаты эксперимента из таблицы 1.3 сравните с данными из таблицы 1.2, соответствующими частоте 5 кГц. Сделайте необходимые выводы.

Дата добавления: 2015-11-03