Исследование резонансных контуров

по дисциплине «Электротехника и электроника»

Вариант №84

Выполнил: ст. гр. БМС-13-01 ____________ К.С. Сидоров

(подпись, дата)

____________ В.И. Субханкулов

(подпись, дата)

Проверил: ассистент ____________ Р.Т. Хазиева

(подпись, дата)

УФА 2015

Цель работы: изучение частотных свойств последовательного колебательного контура.

Расчет параметров схем и резонансных частот

Таблица 1 – Параметры схем и резонансные частоты для варианта №84

C, мкФ	L, Гн	R, Ом	f0, Гц
4.3	4.3		37.03

1.1 Эксперимент по исследованию частотных свойств последовательного колебательного контура

Рисунок 1 – Схема лабораторного макета с последовательным колебательным контуром

Таблица 2 – Таблица экспериментов

f	I, А (A)	UC, В (VC)	UR, В (VR)	UL, В (VL)	UK, В (VK)
f0 / 16	6,358*10-3	100,4	1,652	402,5*10-3	1,7
f0 / 8	12,86*10-3	101,5	3,342	1,629	3,719
f0 / 4	27*10-3	106,5	7,075	6,839	9,801
f0 / 2	67,1*10-3	132,4	17,43		38,2
f0	378,5*10-3	373,5	98,34	383,5
2∙f0	62,35*0-3	32,14	16,2
4∙f0	26,2*10-3	6,465	6,81	106,2	106,4
8∙f0	12,52*10-3	1,544	3,252	101,4	101,6
16∙f0	6,192*10-3	381,9*10-3	1,608	100,3	100,4

Вывод:Резонанс напряжений – резонанс, происходящий в последовательном колебательном контуре при его подключении к источнику напряжения, частота которого совпадает с собственной частотой контура.

Явление резонанса напряжений возникает на частоте ω, при которой индуктивное сопротивление катушки X_L = ωL и ёмкостное сопротивление конденсатора X_C = 1/ωC равны между собой. При этом импеданс цепи

уменьшается, становится чисто активным и равным R (сумма активного сопротивления катушки и соединительных проводов). В результате, согласно закону Ома: I=U/R, ток в цепи достигает своего максимального значения.

Следовательно, напряжения как на катушке U_L = IX_L, так и на конденсаторе U_C = IХ_С окажутся равными и будут максимально большой величины. При малом активном сопротивлении цепи R эти напряжения могут во много раз превысить общее напряжение U на зажимах цепи, которое создаёт генератор. Это явление и называется в электротехнике резонансом напряжений.

Резонанс токов – резонанс, происходящий в параллельном колебательном контуре при его подключении к источнику. При этом реактивные сопротивления катушки индуктивности и конденсатора должны быть равны - при таких условиях возникает резонанс. Поскольку резонанс будет происходить только при определенной частоте - то такой контур будет считаться фильтром, который будет пропускать какую-то "одну" частоту и задерживать все остальные.

Применение

-Высокодобротный колебательный контур оказывает току определенной частоты f значительное сопротивление. Вследствие чего явление резонанса токов используется в полосовых фильтрах как электрическая «пробка» , задерживающая определенную частоту.

-Так как току с частотой f оказывается значительное сопротивление, то и падение напряжения на контуре при частоте f будет максимальным. Это свойство контура получило название избирательность, оно используется в радиоприемниках для выделения сигнала конкретной радиостанции.

-Колебательный контур, работающий в режиме резонанса токов, является одним из основных узлов электронных генераторов.

Для цепи на рис.1 имеет место

где

;

(1)

.

(2)

В зависимости от соотношения величин и возможны три различных случая.

1. В цепи преобладает индуктивность, т.е. , а следовательно,

. Этому режиму соответствует векторная диаграмма на рис. 2,а.

2. В цепи преобладает емкость, т.е. , а значит, . Этот случай отражает векторная диаграмма на рис. 2,б.

3. - случай резонанса напряжений (рис. 2,в).