Рассчитать характеристики последовательной R–L-цепи
Для последовательной R–L-цепи (рис. 17) вычислить численные значения следующих величин в зависимости от частоты генератора f:
модуля действующего значения тока цепи ;
модуля входного сопротивления цепи – АЧХ
;
модуля действующего значения напряжения на сопротивлении цепи ;
модуля действующего значения напряжения на индуктивности ;
сдвига фаз между током и напряжением – ФЧХ
.
Действующее значение тока цепи можно определить, зная модуль действующего значения входного напряжения
и величины элементов цепи
(внутреннее сопротивление генератора),
(сопротивление потерь в проводах катушки индуктивности
),
(установленная в макете катушка индуктивности),
(нагрузочное сопротивление последовательной R–L-цепи):
, (35)
где величина модуля действующего значения входного напряжения берется равной тому значению напряжения, которое будет установлено далее при проведении измерения этой и других цепей, а именно 1 В;
– круговая частота,
;
– частота генератора сигнала, Гц, которая в экспериментальной части лабораторной работы будет меняться от 2 до 20 кГц с шагом 1 кГц; величину сопротивления потерь индуктивности
, Ом, следует взять для индуктивности
того макета, для которого будут впоследствии проводиться измерения (номер макета соответствует номеру подгруппы); величина внутреннего сопротивления генератора
является стандартной для профессиональных радиотехнических устройств 50 Ом; величина сопротивления резистора
во всех макетах одинакова 1 кОм.
Зависимости модуля входного сопротивления цепи и сдвига фаз между напряжением и током
от частоты
можно вычислить, используя выражения (13)–(24) в приложении к исследуемой цепи (рис. 17):
, (36)
. (37)
Модуль действующего значения напряжения на сопротивлении цепи
. (38)
Модуль действующего значения напряжения на индуктивности
. (39)
Рис. 17. Последовательная R–L-цепь
Величины элементов ,
и
для расчета следует взять из табл. 1 к указанному преподавателем макету, на котором далее будут проводиться экспериментальные исследования (для схемы рис. 17
).
Таблица 1
Величины элементов электрических цепей, установленных в лабораторных макетах
Элемент цепи | Номер макета | ||||
![]() ![]() | |||||
![]() ![]() | |||||
![]() | |||||
![]() | |||||
![]() | |||||
![]() | |||||
![]() | |||||
![]() |
Диапазон частот для расчета принять от 2 до 20 кГц с шагом 1 кГц. Результаты расчета свести в табл. 2.
По результатам, сведенным в табл. 2, построить графики рассчитанных величин ,
,
,
и
в зависимости от частоты
генератора.
Таблица 2
Результаты расчета параметров последовательной R–L-цепи
Частота ![]() | |||||||||||||||||||
Параметр | |||||||||||||||||||
![]() | |||||||||||||||||||
![]() | |||||||||||||||||||
![]() | |||||||||||||||||||
![]() | |||||||||||||||||||
![]() |
Графики частотных зависимостей величин и
построить на одних осях. Здесь же показать частотную зависимость модуля действующего значения входного напряжения
.