Лабораторная работа 5 — Цепи синусоидального тока с конденсаторами. Напряжение и ток конденсатора № 200369-5

Дисциплина: «Электротехника»
Лабораторная работа 5 — Цепи синусоидального тока с конденсаторами. Напряжение и ток конденсатора № 200369-5
Цена 250 р.

Цель работы: изучить свойства электрической цепи синусоидального тока с конденсатором, экспериментально доказать, что ток и напряжение изменяются по синусоидальному закону и существует фазовый сдвиг между напряжением на конденсаторе uC(t) и током iC(t).

7.1.Основные теоретические сведения.
Когда к конденсатору приложено синусоидальное напряжение, он периодически заряжается и разряжается. Ввиду переменного характера напряжения периодически меняется также полярность заряда конденсатора. Ток в конденсаторе iC достигает своего амплитудного значения каждый раз, когда напряжение uC на нем проходит через нуль (рис. 7.1.). Таким образом, синусоида тока iC опережает синусоиду напряжения uC на 90О.

Фазовый сдвиг:
 = u — i = -90о.

Рис. 7.1.
7.2.Задание к лабораторной работе.

7.2.1. Задание.

Выведите кривые тока и напряжения конденсатора на экран виртуального осциллографа и определите фазовый сдвиг между синусоидами uC(t) и iC(t) .

7.2.2.Порядок выполнения эксперимента

• Соберите цепь согласно схеме (рис.7.2) пряжения при U = 5 В и f = 1 кГц. Напряжение источника установите с помощью мультиметра.
• Включите виртуальный приборы V0, A1 и осциллограф.
• «Подключите» два входа осциллографа к приборам V0 и A1, а остальные отключите.
Рис. 7.2

Рис. 7.3 Собранная цепь в САПР Electronics Workbench

• Установите параметры развёртки осциллографа так, чтобы на экране было изображение примерно одного-двух периодов напряжения и тока.
• Перенесите кривые на график (рис.7.4) и определите период и фазовый сдвиг между напряжением на конденсаторе uC(t) и током iC(t).

Рис. 7.4

• Включите блок «Приборы II», выберите из меню прибор «Угол сдвига фаз» и «подключите» его к V0 и A1. Убедитесь, что вы правильно определили фазовый сдвиг по осциллографу.

Рис. 7.5 Собранная цепь в САПР Electronics Workbench, для измерения разности фаз – используется Bode Plotter

Рис 7.6 Фазовый сдвиг
7.4. Указания по выполнению лабораторной работы №5.

1.Ознакомится с порядком выполнения лабораторной работы №5, краткими теоретическими сведениями по данной теме. Подготовить в рабочей тетради «Лабораторно–практические работы по электротехнике» протокол испытаний.

2. Собрать электрическую цепь в соответствии с рис 6.1. В качестве измерительных приборов используйте мультиметры или виртуальные приборы с коннектором и осциллограф.

3. После проверки схемы преподавателем установить параметры для данной цепи U = 5В ,f = 1 кГц. и Хс, согласно рис 7.2 Напряжение источника установите с помощью мультеметра.

4. Установить параметры развёртки осциллографа для изображения примерно одного-двух периодов напряжения и тока.

5. Изобразить кривые на график (рис.7.3) и определить период и фазовый сдвиг между напряжением на конденсаторе uC(t) и током iC(t).

6. Включить блок «Приборы II», для контроля фазовых сдвиг по осциллографу.

7.Составить полный отчет по работе, сформулировать выводы по работе.

8.Ознакомиться с контрольными вопросами для защиты лабораторной работы.

9. По окончанию работы, выключить ПК, рабочее место привести в порядок и сдать преподавателю, расписаться в журнале контроля ответственному по группе.