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 | ||||
, кОм
| |||||
, кОм
| |||||
, мГн
| |||||
, Ом
| |||||
, мГн
| |||||
, Ом
| |||||
, нФ
| |||||
, нФ
|
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 , кГц
| |||||||||||||||||||
| Параметр | |||||||||||||||||||
, А
| |||||||||||||||||||
, Ом
| |||||||||||||||||||
, град
| |||||||||||||||||||
, В
| |||||||||||||||||||
, В
|
Графики частотных зависимостей величин
и
построить на одних осях. Здесь же показать частотную зависимость модуля действующего значения входного напряжения
.
,
кОм
,
кОм
, мГн
, Ом
, мГн
, Ом
, нФ
, нФ
, кГц
, А
, Ом
, град
, В
, В