Рассчитать характеристики параллельной R–C-цепи

Для параллельной R–C-цепи (рис. 20) рассчитать и построить:

зависимость модуля действующего значения выходного напряжения от частоты ;

зависимость модуля входной проводимости цепи (АЧХ ) от частоты ;

зависимость сдвига фаз между током и напряжением (ФЧХ ) от частоты ;

зависимость модуля действующего значения тока сопротивления от частоты ;

зависимость модуля действующего значения тока ёмкости от частоты .

Выражения для расчета параметров , , , и параллельной R–C- цепи (рис. 20) можно получить из выражений (26)–(34).

Рис. 20. Параллельная R–C-цепь

Для схемы (рис. 20) выражения для величин и будут иметь вид

, (51)

, (52)

а величина определяется выражением (46) с учетом выражения (47) и допущения (48).

Величину модуля действующего значения тока сопротивления можно найти, зная величины и

, (54)

а модуль действующего значения тока ёмкости определяется по формуле

. (55)

Результаты расчетов величин , , , и для частот генератора от 2 до 20 кГц свести в табл. 5.

Таблица 5

Результаты расчета параметров параллельной R–C-цепи

Частота , кГц

Параметр

, В

,

, град

, А

, А

По результатам, сведенным в табл. 5, построить графики рассчитанных величин , , , и в зависимости от частоты генератора. Частотные зависимости величин и построить на одних осях. На этом же графике изобразить частотную зависимость величины модуля действующего значения общего тока цепи .

Экспериментальные измерения и расчеты параметров и характеристик простейших цепей на основе результатов экспериментальных

Измерений

Предварительные настройки

Перед включением исследуемой схемы и проведением измерений, следует установить величину модуля действующего напряжение генератора на входе цепи , равным 1В. Такая величина напряжения на входе исследуемой цепи выбрана для удобства проведения измерений и последующей обработки их результатов. Для установления заданного уровня сигнала генератора, положения переключателей В1, В2, В3, В4 устанавливают следующими (см. рис. 3):

В1 – в положение «2»;

В2 и В4 – в положение «0»;

В3 – в положение «7».

При этом макет окажется включенным «на проход» со входа на выход, то есть, будет пропускать без изменения входное напряжение на выход, а выходное напряжение на макете при этом будет практически равно входному.

После этого следует выполнить следующие операции:

макет 2 (рис. 1) со входа соединить каскадно с генератором 1 через коаксиальный кабель 4;

макет 2 (рис. 1) с выхода соединить каскадно с милливольтметром 3 через коаксиальный кабель 5;

проверить нулевое положение стрелки 1 (рис. 6) указателя значений измеряемых напряжений милливольтметра и, при необходимости, установить эту стрелку на ноль шкал 2 и 3 (рис. 6) с помощью регулировочного винта 5 (рис. 6);

установить переключатель 2 (рис. 2) множителя выходных частот генератора в положение 10², а ручку 4 плавного управления значением частоты генератора в такое положение, чтобы значение на частотной шкале 5 генератора было равно 20 и совпало с риской указателя значения частоты 3. При этом установленное начальное значение частоты будет равно 2000 Гц (2 кГц);

переключатель шкал (чувствительности) 3 милливольтметра (рис. 5) установить в положение 1 В;

ручку 6 (рис. 2) плавного управления значением выходного напряжения генератора Г3-109 установить в крайнее левое положение, соответствующее минимальному значению выходного напряжения генератора;

переключатель 8 (рис. 2) множителя выходного напряжения генератора Г 3-109 установить в положение 500 мВ;

включить питание генератора 1 (рис. 1) и вольтметра 3 и прогреть приборы около 15минут;

плавно вращая ручку 6 (рис. 2) управления значением выходного напряжения генератора Г3-109, установить на вольтметре 3 (рис. 1) В 3-56 стрелку 1 (рис. 6) на значении линейной шкалы 2 (рис. 6) напряжений с масштабом, кратным 10-ти, на отметке 10, что будет соответствовать напряжению на вольтметре, равном 1 В при положении переключателя шкал 3 (рис. 5) милливольтметра 1 В.

После этого можно приступать к включению исследуемой цепи на макете 2 (рис. 1) и проведению измерений. Положения органов управления элементов измерительного стенда, показанного на рис. 1, не оговоренные выше, значения не имеют, и могут быть произвольными.