Электротехника и электроника


         

5.3. Частотные характеристики цепей без потерь


Методические указания Методику решения задач данного типа рассмотрим на конкретном примере Задача. Цепь без потерь

В схеме рис. 5.16 найти резонансные частоты и объяснить физическую природу и тип резонанса при каждой частоте. Провести экспериментальную проверку полученных частот с помощью Electronics Workbench. Измерить напряжения на каждом из параллельных резонансных контуров и входное напряжение при частотах до первого, между первым и вторым, между вторым и третьим и после третьего резонанса.


Экспериментальное исследование и анализ его результатов

Частотную характеристику (зависимость комплексного входного сопротивления от частоты) для рис. 5.16 можно получить из выражения


Для любого двухполюсника без потерь можно получить подобное уравнение комплексного входного сопротивления. При этом частоты, соответствующие резонансам напряжений (как частота (wрез2 в нашем случае), входят в числитель и образуют нули функции, а частоты, соответствующие резонансам тока (как wрез1 и wрез), входят в знаменатель и образуют полюса. Исследование частотных характеристик проведем в схеме рис. 5.17. Для того чтобы получить входное комплексное сопротивление, необходимо выход Боде-плоттера подключить к источнику питания, а вход — к датчику тока, в качестве которого используется


зависимый источник напряжения, управляемый током (см. методику измерения мгновенных значений тока). В этом случае отношение напряжений равно модулю входного сопротивления, а фазовый сдвиг напряжений определяет фазу входного сопротивления. Рассмотрим результаты экспериментальных исследований частотных характеристик (рис. 5.17). При нулевой частоте, то есть при постоянном токе, катушки индуктивности представляют собой короткое замыкание, конденсаторы — разрыв, поэтому при стремлении частоты к нулю почти весь ток проходит через катушки индуктивности, и проводимость контура носит индуктивный характер, что при отсутствии потерь обеспечивает угол ф=90". При повышении частоты сопротивление контура нарастает, как показывает ам-плитудно-частотная характеристика на рис. 5.176, и характер входного сопротивления остается индуктивным до частоты первого резонанса.

При частоте Fрeз1 (первая частота, при которой происходит изменение фазы входного сопротивления схемы на 180°) наступает резонанс в контуре Lq - Ci, у которого резонансная частота меньше (поскольку больше и индуктивность и емкость). Эта резонансная частота рассчитывается так же, как в простом LC-контуре и составляет





Содержание  Назад  Вперед