Otchyot_po_EiE


ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»(ГОУВПО «ВГТУ»)
Радиотехнический факультет
Кафедра радиотехники
Лабораторные работы № 1-3по дисциплине: Электротехника и электроника
1) «ОЗНАКОМЛЕНИЕ С ПРИБОРАМИ И ЛАБОРАТОРНЫМ СТЕНДОМ»
2) «СВОБОДНЫЕ КОЛЕБАНИЯ В ОДИНОЧНОМ КОНТУРЕ»3) «ВЫНУЖДЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ В ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОМ КОНТУРЕ»
Выполнил студент гр. РК-112 Сьянов А.С.
РуководительБадаев А.С.
ЗащищеныОценка
Воронеж 2012
Лабораторная работа № 1
Цель работы: ознакомиться с рабочим местом и получить навыки работы с приборами Г3-33, В7-26, C1-77, B7-I6A и лабораторным стендом.
1.ГЕНЕРАТОР Г3-33

Генератор Г3-33 предназначен для получения синусоидальных колебаний звуковых и ультразвуковых частот в диапазоне 20 Гц - 200 кГц с напряжением от долей вольта до 30 вольт.
Выполнение задания
Включили прибор тумблером "Сеть". Прогрели прибор в течение нескольких минут. Установили на выходе генератора Г3-33 напряжение 0,5 В с частотой 10 кГц при положении выключателя внутренней нагрузки "Вкл". Частоту установили при помощи ручек «Установка частоты» и «Множитель частоты». Определение частоты производили перемножением отсчёта по лимбу «Частота, Гц» на показания переключателя «Множитель».
Это напряжение будет использоваться в дальнейшем для измерений приборами В7-26, B7-I6A и осциллографом.
2.ВОЛЬТМЕТР В7-26
Вольтметр универсальный В7-26 предназначен для измерения постоянного, переменного гармонического напряжений и сопротивления постоянному току в лабораторных условиях.
Выполнение задания
Включили прибор тумблером "Сеть". После прогрева в течение нескольких минут начали производить измерения.
1) Измерение напряжения, установленного в генераторе при выполнении задания по изучению прибора Г3-33.
Предварительно необходимо установить стрелку прибора на нуль. Для этого прежде всего требуется установить переключатель рода работ в положение +U или -U, а переключатель пределов измерения в положение 0,3 V и ручкой ►0◄U Ω установить стрелку на нуль при замкнутых проводником клеммах U и *.
Для измерения гармонического напряжения 0,5В установили переключатель пределов вольтметра в положение I V. Переключатель рода работ установили в положение V. Закоротили проводником клеммы V и * и установили стрелку прибора на нуль шкалы ~ 1V ручкой 0 U , Соединили клеммы вольтметра U и * с соответствующими гнездами генератора ГЗ-33. Провели отсчет значения напряжения по шкале ~ 1 V.
2) Измерение сопротивления резистора постоянному току.
Установили переключатель рода работ прибора В7-26 в положение rх. Перед измерением необходимо откалибровать прибор. Для этого закоротили проводником клеммы rх и *. Переключатель пределом измерении установили в положение 102 Ω, Ручкой0UΩ установили стрелку прибора на нуль. Раскоротили клеммы rx и *, отсоединив от них проводник. Ручкой Ω установили стрелку прибора на отметку шкалы Ω . Прибор готов к измерениям. Подсоединили проводниками резистор к клеммам rx и * . Переключателем пределов измерений установили удобное для отсчета положение стрелки. Провели отсчет по шкале Ω. Результат получается как произведение отсчета деления шкалы на значение переключателя пределов измерения Ω: 1) 244 Ом; 2) 120 кОм.
ВОЛЬТМЕТР УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ЦИФРОВОЙ B7-I6A
Вольтметр универсальный B7-I6A предназначен для измерения напряжений постоянного и переменного токов и активного сопротивления.
Выполнение задания
Подготовили вольтметр к работе: установили тумблер "СЕТЬ" в верхнее положение и прогрели прибор в течение 5 минут.
1)Измерение напряжение, установленного в генераторе при выполнении задания по изучению прибора Г3-33
Калибровка прибора:
1. Установили переключатель 'ПРЕДЕЛ ИЗМЕРЕНИЯ" - в положение «100».
2. Установили переключатель "РОД РАБОТЫ" в положение «R»
3. Замкнули проводником клеммы “100VR” и “O”. Ручкой установки нуля установили нулевое показание вольтметра.
4. Соединили между собой гнёзда “100VR” и “89,9 К”. Ручкой калибровки “▼ [▲ ]” установили показание величины сопротивления на индикаторном табло, равное 89,80 кОм.
5. Прибор готов к выполнению измерений
Подали измеряемое напряжение 0,5 В на гнездо “100VR” и произвели отсчёт показаний, имея ввиду при сравнении, что цифровой вольтметр имеет более высокую точность, чем стрелочный прибор генератора ГЗ-33.
2) Измерение активного сопротивления величиной до 1000 кОм
Подсоединили два проводника к гнездам "I00VR "0", а два других конца подсоединили к резистору. Провели измерение сопротивления: 1) 244 Ом; 2) 46,6 кОм.
4.УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ОСЦИЛОГРАФ CI-77
Универсальный осциллограф CI-77 предназначен для исследований формы электрических сигналов путем визуального наблюдения в диапазоне частот от 0 до 10 МГц, измерения размахов в диапазоне от 0,01 до 200 В и временных интервалов от 0,08-10-6 до 0,4 с. Наличие двух каналов вертикального отклонения обеспечивает одновременное исследование двух сигналов на одной развертке.
Выполнение задания
Включили тумблер «СЕТЬ». При этом должна загореться сигнальная лампочка. Прогрели осциллограф в течение 2-3 мин и приступили к проверке его работоспособности. Ручкой «» установили яркость изображения, удобнуюдля наблюдения, а ручкой «» – одинаковую четкость изображений на всей линии развертки.
1) Для измерения напряжения выполните следующие операции:
а) Подали кабелем сигнал с генератора ГЗ-3З 0,5 В с частотой 10 кГц на гнездо “() 1m30pF” одного из каналов;
б) установили переключателем режима работы усилителя требуемый канал;
в) установили переключатель "'V/ДЕЛ" в такое положение, чтобы амплитуда изображения составила около пяти делений, а ручку "" установили в крайнее правое положение;
г) поставили тумблер " ~ " в положение "~";
д) ручкой "УРОВЕНЬ" установили устойчивое изображение.
Поставили переключатель "ВРЕМЯ/ДЕЛ" в положение, при котором наблюдаются несколько периодов исследуемого сигнала;
е) установили ручку " ↕ " вертикального перемещения так,чтобы минимальный уровень сигнала совпадал с одной из нижних линий, а максимальный - находился в пределах экрана. Ручкой “” горизонтального перемещения совместите изображение таким образом, чтобы один из верхних пиков находился на вертикальной средней линии шкалы;
ж) измерили количество больших делений шкалы, включая и доли (если они есть) между крайними точками размаха амплитуды вертикального отклонения и умножили на коэффициент отклонения переключателя "V/ДЕЛ". Получили 1 В.
2) Измерение длительности сигнала
Для измерения длительности сигнала между двумя его точками проведите следующие операции:
а) подали исследуемый сигнал на гнездо “() 1m30pF” б) установили переключатель "V/ДЕЛ" в такое положение,
чтобы изображение на экране составляло около 5 больших делений:
в) установили переключатель "Время/ДЕЛ" в такое положение, в котором расстояние между измеряемыми точками будет меньше 8 больших делений, а ручку в центре переключателя "Время/ДЕЛ" ∆ установили в крайнее правое положение;
г) установили ручкой "УРОВЕНЬ" устойчивое изображение на экране ЭЛТ;
д) переместили ручкой "↕" изображение, чтобы точки между которыми измеряется вpeмя, находились на горизонтальной центральной линии;
е) установили ручкой " " изображение так, чтобы точки,между которыми измеряется время, находились в пределах восьми центральных больших делений сетки;
ж) измерили горизонтальное расстояние между измеренными точками и умножили его на значение коэффициента развертки. Получили 10 кГц.
Время Т = 2 * 50 * 10-6 = 10-4с F = 1/T = 10 кГц.
Лабораторная работа № 2
Цель работы: изучить процессы в одиночном колебательном контуре при различных значениях его параметров.
1.Схема установки представлена на рисунке 10

Рисунок 10 – Схема установки
Собрали схему, приведенную на рис. 10. Подключили к гнездам платы "1-2" дополнительный конденсатор С*. Конденсатор C1 установить в положение, соответствующее максимальному значению емкости (крайнее правое положение ручки C1). После проверки схемы преподавателем включили тумблер питания стенда. Установили переключатель рода работ на осциллографе в положение 1 и подготовить его к измерениям свободных колебаний в контуре. Включили осциллограф.
2. Экспериментальные и расчётные данные
1. Ручкой "УРОВЕНЬ" установили на экране осциллографа неподвижное изображение затухающих колебаний. Перевели резистор R1 в крайнее левое положение и зарисовали осциллограмму, соответствующую колебательному процессу. Осциллограмма представлена на рисунке 2.
Iom
i
I1m
I2m
t

Рисунок 2 – осциллограмма, соответствующая колебательному процессу.
Перевели резистор R1 в крайнее правое положение и зарисовали осциллограмму, соответствующую апериодическому процессу. Рисунок 3
Рисунок 3 – осциллограмма апериодического процесса.
2. Установили резистор R1 в крайнее левое положение. Поосциллограмме затухающих колебаний измерили логарифмический декремент затухания.
; = 1/0,8 = 0,2234
3. Используя формулу Q=/, вычислим добротность контура:
Q=/ = 3,14 / 0.223 = 14,089
4. По осциллограмме затухающих колебаний измерили период собственных колебаний То = 0,6*50*10-6= 30*10-6с.
5. По формуле R= 2L*/То определили сопротивление потерь контура.
R = 74,3 Ом
6. По заданным величинам С* и L*, используя формулу =(L/С)1/2, определили волновое сопротивление контура.
=31622,78
7. Используя цифровой вольтметр B7I6A, установили резистор R1 в положение, соответствующее величине R1=2-R, предварительно отключив oт него проводники.
R1=63171,25 Ом
8. Восстановили схему измерений. Зарисовали осциллограмму, получающуюся при величине резистора R1 , установленной в пункте 7, которая соответствует критическому режиму колебания. Рисунок 4

Рисунок 4 – Критический режим колебания.
Лабораторная работа № 3
Цель работы: изучить вынужденные колебания в последовательном контуре.
Принципиальная схема эксперимента представлена на рисунке 5
Рисунок 5 – схема эксперимента
Собрали схему для исследования вынужденных колебания в последовательном контуре с использованием в качестве источника колебаний генератора ГЗ-33. Рисунок 5
Экспериментальные и расчётные данные
1.Установили тумблер на блоке № 1 лабораторного стенда в положение "ИСТОЧНИК НАПРЯЖЕНИЯ". Перевести выключатель внутренней нагрузки генератора Г3- 33 в положение "ВКЛ", а переключатель шкал - в положение 1В.
2. Включили тумблеры на блоке питания лабораторного стенда, генератора ГЗ-33 и вольтметра В7-26 Прогрели приборы в течение нескольких минут.
3.Установили на выходе генератора ГЗ-33 напряжение 0,5 В.
4. Подготовили вольтметр В7-26 к измерению переменного напряжения.
5. Измерили напряжение на выходе блока № 1, вводимое в последовательный контур, вольтметром В7-26 на пределе 1 В. После проведения измерений восстановить схему по пункту 1.
6. Установили величину емкости C1 на лабораторной плате всоответствии с величиной С*
f*120 кГц R*=30 Ом L*=6мГн; L=1/ C*
C* =300 пФ
Ручку резистора R1 вывели в крайнее левое положение. Изменяя частоту генератор в диапазоне 100-140 кГц добились резонанса в контуре, регистрируя его по максимальному показанию вольтметра, выбрав при этом соответствующее положение переключателя пределов измерении U В7-26.
7. Не меняя положение ручки конденсатора С1, снять зависимость напряжения на емкости последовательного контура от частоты подводимых колебания (резонансную кривую). Частоту генератора ГЗ-33 изменили "ВНИЗ" и "ВВЕРХ" от резонансной частоты через 1 кГц. Провели 11 измерений. Результаты занести в табл.1.
Таблица 1
f,кГц 110 112 114 116 118 120 122 124 126 128 130
Uc,B 10 10.5 11.5 16 25 47 28 16 13 10.5 10
8. Изменили величину сопротивления потерь контура и повторили измерения по пункту 6. Для этой цели выставили по показаниям В7-26 положение резонанса, соответствующее условиям пункта 7. Ввести дополнительные потери в контур, включив параллельно CI резистор нагрузки R* тумблером П1. Установить ручку резистора R* в среднее положение. Результаты измерений занести в табл. 2.
Таблица 2
f,кГц 110 112 114 116 118 120 122 124 126 128 130
Uc,B 5,5 6 8 10 15,5 23 19 12 8 7 6
9. По данным табл. 1 и 2построить две резонансные кривые (рисунок 6). По резонансным кривым определить полосы пропускания и добротности.

Рисунок 6 – Резонансные кривые построенные по экспериментальным данными
Полосой пропускания контура считается спектр волн, имеющий амплитуду равную 0,7 от максимальной амплитуды. Для первого контура полоса пропускания 113-126 кГц, для второго контура полоса пропускания 125-137 кГц.
Определяем добротность контуров по формуле, связывающей добротность, полосу пропускания и резонансную частоту.

Q1 = 120/2(126-113)=4.613
Q2 = 126/2(137-125) = 5.25
10.Определили добротность контура по отношению напряжения на выходе С при резонансе к величине напряжения на входе контура. Для этой цели воспользоваться результатами измерений по пунктам 6, 7, 8. Сравнили полученные величины с такими же значениями из пункта 9. Объяснить полученные результаты.
Q1 = 1,2/0.5 = 2.4
Q2 = 0.97/0.5 = 1.94
11.Принимая во внимание определение полосы пропускания контура по резонансной кривой осуществили ее вычисление по трем измерениям напряжения на выходе контура при соответствующем изменении частоты генератора. Сравнили полученные результаты с соответствующими значениями по пункту 10.
Вывод о проделанной работе.
В ходе выполнения лабораторных работ мы познакомились с основными измерительными приборами. Научились ими пользоваться. Получили основные сведения о колебательном контуре, научились вычислять его полосу пропускания и добротность.


Приложенные файлы

  • docx 16673469
    Размер файла: 189 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий