УЧЕБНЫЕ ЗАДАНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ                 К ИХ ВЫПОЛНЕНИЮ

Задание 1. Запустить лабораторный комплексLabworks и среду МS10.От­крыть файл ЛР№5.ms10или собрать на рабочем поле средыМS10схему (рис. 5.8) для исследования пассивного несимметричного четырёхполюсника, содержащего элементы L2, С2, R3 и L3, и установить следующие режимы и параметры элементов и приборов:

 - ЭДС источника синусоидального напряжения

, где E = 30/N + 5, B; f = 50 Гц; Y_е = 0,

где  N – номер записи фамилии студента в учебном журнале группы;

- режим АС вольтметров V1 и V2 (R_V = 10 МОм) и амперметра А (R_А = = 1 мОм);

- масштаб во времени осциллографа 5 мс/дел; масштаб усиления каналов Аи В выбирать по высоте осциллограмм (не мене 2/3 высоты экрана);

-параметры элементовЧП: L₂ = 5 мГн; C₂ = 2 мкФ; L₃ = 32 мГн; R₃= = 10 Ом;

- клавиши Z, Q, W и S клавиатуры управления переключателями;

- задать параметры комплексов внутреннего сопротивления источника Z_и = Z_1с = R₁ + jX_L1 – jX_С1 и сопротивления нагрузки Z_н = Z_2с = R₄ + jX_L4 – - jX_С4 после расчёта характеристических сопротивлений ЧП Z_1с и Z_2с;

- скопировать схему (рис. 5.8) на страницу отчёта.

Провестидва опыта ХХ и опыт КЗ ЧП, поочерёдно соединяя (посредством ключа Q) полюс источника напряжения е вначале с зажимом 1 ЧП (прямые опыты ХХ и КЗ), а затем с зажимом 2 ЧП (обратный опыт ХХ, см. рис. 5.8). Позиции переключателей Z, Q, W и S в экспериментах указаны в табл. 5.1.

Показания вольтметров V1 и V2и амперметра А, а также найденные с помощью осциллографаXSC1 знаки (плюс или минус) углов сдвига фаз j_1X, j_1К и j_2X между напряжениями и токами на входах четырёхполюсника и модули ( ) указанных углов, найденные с помо­щью ваттметра XWM1, занести в табл. 5.1.

Вначале, по найденным входным сопротивлениям Z_1Х, Z_1К, Z_2Х ЧП, найти расчётный параметр Z, затемрассчитать комплексные коэффициенты А, В, С и D А-формы несимметричного ЧП, его характеристические сопротивления Z_1с и Z_2с и параметры Т- (для четных вариантов N) или П-об­­раз­ной (для нечётных вариантов N) схемы замещения ЧП.

Результаты расчёта параметров ЧП занести в табл. 5.2 и по их данным вычертить Т- или П-образную схему замещения ЧП с элементами R_k, L_k или R_k, C_k в каждой ветви.

Задание 2.Определить входное сопротивление согласованно-нагру­женного ЧП. С этой целью:

-задатьпараметры характеристического сопротивления Z_1с = R_1с ± jX_1с, моделирующего внутреннее сопротивление Z_и источника е, и параметры нагрузки Z_2н = Z_2с = R_4с ± jX_4с (см. табл. 5.2); 

-установить переключателиZ,Q и W в нижние положения, а переключатель S -в верхнее, т. е. подключитьнагрузку и внутреннее сопротивление источника сиг­на­ла ек ЧП, снять показания вольтметра V1 (U₁) и амперметра A(I₁), а с помощью осциллографа и ваттметра определить знак и модуль угла j₁;

Т а б л и ц а 5.1

Т а б л и ц а 5.2

-рассчитать входное сопротивление Z_1вх = (U₁/I₁)e^jj1 и сравнить его с найденным значением Z_1с (см. табл. 5.2). Объяснить возможные расхождения.

Задание 3. Изменяя положения ключа W и частоту f напряжения источника е, снять и построитьамплитудно-частотную характеристику по напря­жению нагруженного H_u(f) = U₂(f)/U₁(f) и ненагруженного H_u(Х)(f) ЧП при частотах f = 50, 500, 1000 и 2000 Гц. Результаты измерений и расчётов занести в табл. 5.3.

Отметить вли­яние частоты и нагрузки на коэффициент передачи по напряжению H_u(f) ЧП по сравнению с коэффициентом передачи H_u(Х)(f) при функционировании ЧП в режиме ХХ.

Т а б л и ц а 5.3

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Наименование и цель работы.

2. Расчётные электрические схемы ЧП и копия смоделированной схемы испытания ЧП в программной среде MS10.

3. Формулы и заполненные расчётными и экспериментальными данными таблицы.

4. Графики передаточной характеристики ЧП и осциллограммы напряжения и тока на входе ЧП.

5. Выводы по работе.

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ К РАБОТЕ 10

1. Коэффициент А-формы несимметричного четырёхполюсника А = 2  Укажите, чему равно отношение U₂/U₁ ЧП в режиме ХХ?  

                                  2          1      0,5       0

2. Укажитесоотношениявходного и выходного сопротивлений ЧП в режиме согласования с нагрузкой и несогласования с источником?

  Z_2н = Z_2с        Z_2н ¹ Z_2с           Z_2н = Z_2с     Z_2н ¹ Z_2с

          Z_1с ¹ Z_и                      Z_и ¹ Z_1с           Z_и = Z_1с          Z_и = Z_1с

3. Укажите, чему равно отношение напряженийU₂/U₁ в режиме ХХ для Т-обра­з­ного ЧП, в продольные ветви которого включены индуктивные элементы L, а в поперечную - ёмкостный элемент С?

               1  

4. Укажите, чему равно характеристическое сопротивление Z_1с ЧП, если изве­ст­ны результаты опытов ХХ и КЗ: Z_1Х = 5 Ом; Z_1К = 5 Ом; Z_2Х = 2 Ом?

            5      5      5   2       0

5. Укажите, чему равен коэффициент С А-формы симметричного Т-образного ЧП, в продольные ветви которого включены сопротивления, равные 3 + j4 Ом, а в поперечную ветвь - элемент, сопротивление которого равно j5 Ом?

         0,2 См    0,2 См    j0,2 См    -j См    -j0,2 См

6. Укажите выражение собственной постоянной ослабления (в дБ) симметричного ЧП при его согласованном включении.

7. Укажите, можно ли по найденным из опытов ХХ и КЗ входным сопротивлениям пассивного ЧП определить параметрыТ- и П-образнойсхем замещения ЧП?

                                         Да           Нет  

8.Укажите размерностькоэффициента D в А-форме записи уравнений ЧП.

                    Ом    Безразмерный     См     Ом/с

9. Укажите, какие коэффициентыА-формы записи уравнений несимметричного ЧП можно рассчитать при коротком замыкании на выходе ЧП при известных параметрах элементов и схеме их соединения?        

              Только А     С и D    А и D      B и С     B и D

10. Укажите, выражение А×D – B×C = 1 есть уравнение связи коэффициентов несимметричного пассивного ЧП?

                                        Да           Нет