Измерение параметров линейных цепей на радиочастотах
Измерение параметров эквивалентной схемы катушки индуктивности в диапазоне частот. Расчет значения эффективной емкости и сопротивления. Вычисление реальных параметров катушки. Измерение зависимости емкости C и тангенса угла потерь конденсатора от частоты.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 23.06.2015 |
| Размер файла | 586,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Санкт-Петербургский государственный политехнический университет
Отчет по лабораторной работе
Измерение параметров линейных цепей на радиочастотах
Группа: 33422/1
Студент: Скробов Леонид Артемьевич
Преподаватель: Медведев А.В.
Измерение на Q-метре.
Измерение параметров эквивалентной схемы катушки индуктивности L, R, C0 в диапазоне частот.
Метод измерения заключается в подстройке эталонной катушкой контура до появления резонанса в нем. Исходя из полученного значения емкости считаются значения эффективной емкости и сопротивления по формулам:
|
n |
f [мГц] |
Cэт [пФ] |
Qlэф |
Lэф [мкГн] |
Rэф [Ом] |
|
|
1 |
30 |
74,22 |
255 |
0,379 |
0,280 |
|
|
2 |
35 |
53,68 |
270 |
0,385 |
0,314 |
|
|
3 |
40 |
40,4 |
285 |
0,392 |
0,346 |
|
|
4 |
45 |
37,56 |
290 |
0,333 |
0,325 |
|
|
5 |
50 |
25,3 |
300 |
0,400 |
0,419 |
|
|
6 |
55 |
20,64 |
315 |
0,406 |
0,445 |
|
|
7 |
60 |
17 |
323 |
0,414 |
0,483 |
|
|
8 |
65 |
14,3 |
325 |
0,419 |
0,527 |
|
|
9 |
70 |
12,1 |
330 |
0,427 |
0,569 |
|
|
10 |
75 |
10,32 |
330 |
0,436 |
0,623 |
|
|
11 |
80 |
9,8 |
330 |
0,404 |
0,615 |
Дальше исходя из полученных эффективных значений вычисляются реальные параметры катушки по формулам:
Для вычисления этих параметров понадобится рассчитать С0. При условии соблюдения правила двукратной разницы выбранных для расчета С0 частот формула упрощается до:
при
Так как в результате предварительного расчета обнаружилось значительное расхождение результатов вычислений для различных пар частот: возьмем среднее:
|
f [мГц] |
Cэт [пФ] |
С0 [пФ] |
С0.ср [пФ] |
|
|
30 |
74,22 |
2,073333 |
1,411 |
|
|
60 |
17 |
|||
|
35 |
53,68 |
1,76 |
||
|
70 |
12,1 |
|||
|
40 |
40,4 |
0,4 |
||
|
80 |
9,8 |
В результате получим:
|
n |
f [мГц] |
L [мкГн] |
R [Ом] |
|
|
1 |
30 |
0,372 |
0,275 |
|
|
2 |
35 |
0,375 |
0,306 |
|
|
3 |
40 |
0,379 |
0,334 |
|
|
4 |
45 |
0,321 |
0,313 |
|
|
5 |
50 |
0,379 |
0,397 |
|
|
6 |
55 |
0,380 |
0,417 |
|
|
7 |
60 |
0,382 |
0,446 |
|
|
8 |
65 |
0,382 |
0,480 |
|
|
9 |
70 |
0,383 |
0,510 |
|
|
10 |
75 |
0,384 |
0,548 |
|
|
11 |
80 |
0,353 |
0,538 |
Нахождение случайной погрешности измерений L, C0 и R.
Так как C0 участвует в вычислениях остальных параметров, начнем с нее. Определим доверительную вероятность в 0,68. При количестве измерений - 4, для этой доверительной вероятности коэффициент Стьюдента равняется 1.3.
|
n |
Cэт1 [пФ] |
Q2 |
Cэт2[пФ] |
Q1 |
|
|
1 |
17,15 |
320 |
73,3 |
245 |
|
|
2 |
17,2 |
319 |
74,28 |
248 |
|
|
3 |
17,14 |
319 |
74,28 |
245 |
|
|
4 |
17,12 |
319 |
74,32 |
246 |
|
|
Среднее значение |
17,1525 |
319,25 |
74,045 |
246 |
|
|
Среднеквадратическое отклонение |
0,017 |
0,25 |
0,249 |
0,707 |
|
|
погрешность |
0,022 |
0,325 |
0,323 |
0,919 |
|
|
C0 [пФ]= |
1,811666667 |
ДC0 [пФ]= |
±0,137185027 |
||
|
L [мкГн]= |
0,371025705 |
ДL [мкГн]= |
±0,003116779 |
||
|
R [Ом]= |
0,568591039 |
ДR [Ом]= |
±0,006901093 |
Расчет зависимости добротности катушки.
Реальная добротность должна отличаться от эффективной, однако, как оказалось, они полностью совпали в этот раз. Расчет добротности производился по формуле:
|
n |
f [мГц] |
R [Ом] |
L [мкГн] |
Q |
Qlэф |
|
|
1 |
30 |
0,275 |
0,372 |
255 |
255 |
|
|
2 |
35 |
0,306 |
0,375 |
270 |
270 |
|
|
3 |
40 |
0,334 |
0,379 |
285 |
285 |
|
|
4 |
45 |
0,313 |
0,321 |
290 |
290 |
|
|
5 |
50 |
0,397 |
0,379 |
300 |
300 |
|
|
6 |
55 |
0,417 |
0,380 |
315 |
315 |
|
|
7 |
60 |
0,446 |
0,382 |
323 |
323 |
|
|
8 |
65 |
0,480 |
0,382 |
325 |
325 |
|
|
9 |
70 |
0,510 |
0,383 |
330 |
330 |
|
|
10 |
75 |
0,548 |
0,384 |
330 |
330 |
|
|
11 |
80 |
0,538 |
0,353 |
330 |
330 |
Как можно видеть, с ростом частоты сопротивление катушки омически растет. Однако добротность катушки падает, что, видимо, обусловлено влиянием каких-то дополнительных паразитных свойств, так как падение добротности не линейно, а, следовательно, не пропорционально росту ее сопротивления.
Измерение зависимости емкости C и тангенса угла потерь конденсатора от частоты.
|
n |
f [МГц] |
Cэт1 [пФ] |
Cэт2 [пФ] |
Q1 |
Q2 |
С [пФ] |
Q |
tg |
|
|
1 |
50 |
95,7 |
79,2 |
300 |
265 |
16,5 |
391,626 |
0,003 |
|
|
2 |
55 |
78,25 |
61,1 |
300 |
260 |
17,15 |
427,380 |
0,002 |
|
|
3 |
60 |
65,44 |
47,98 |
320 |
255 |
17,46 |
334,948 |
0,003 |
|
|
4 |
65 |
55,1 |
37,45 |
330 |
240 |
17,65 |
281,887 |
0,004 |
|
|
5 |
70 |
47,36 |
29,3 |
340 |
230 |
18,06 |
271,094 |
0,004 |
|
|
6 |
75 |
40,74 |
22,3 |
350 |
230 |
18,44 |
303,637 |
0,003 |
|
|
7 |
80 |
35,76 |
16,76 |
350 |
200 |
19 |
247,949 |
0,004 |
При достаточно большом разбросе результатов вычислений можно наблюдать незначительный рост потерь исследуемого конденсатора в заданном диапазоне частот.
Измерение зависимости входного импеданса вольтметра от частоты.
Пользуясь формулами:
; ;
|
n |
f [МГц] |
Cэт1 [пФ] |
Cэт2 [пФ] |
Q1 |
Q2 |
Cx [пФ] |
Q |
R [ТОм] |
|
|
1,00 |
50 |
95,7 |
91,3 |
300 |
18,3 |
4,4 |
0,896037604 |
648,2218814 |
|
|
2,00 |
55 |
78,6 |
73 |
300 |
15,3 |
5,6 |
1,148657888 |
593,5538338 |
|
|
3,00 |
60 |
65,45 |
59,8 |
320 |
14,3 |
5,65 |
1,292198921 |
606,6662115 |
|
|
4,00 |
65 |
55,39 |
50 |
330 |
10 |
5,39 |
1,003509207 |
455,8682769 |
|
|
5,00 |
70 |
47,38 |
42,6 |
340 |
7,5 |
4,78 |
0,773715631 |
368,0235125 |
Измерение на приборе E12-1A.
Измерение емкости конденсатора.
|
n |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
Cср [пФ] |
|
|
C [пФ] |
17,5 |
17,6 |
17,6 |
17,6 |
17,6 |
17,6 |
17,6 |
17,586 |
Учитывая погрешность данного прибора д=±(0,005*17,586 + 0,4) = ±0,48, те 17,586 ± 0,48 пФ - полученные значения емкости прекрасно совпадают (17,751пФ).
Измерение зависимости взаимной индуктивности M(б) вариометра от угла поворота его катушек.
|
a |
C11 |
Lx [мкГн] |
М(а) |
|
|
0 |
115 |
1,15 |
-70,65 |
|
|
30 |
129 |
1,29 |
-61,8 |
|
|
60 |
181,6 |
1,816 |
-36,325 |
|
|
90 |
237,6 |
2,376 |
-7,65 |
|
|
120 |
300 |
3 |
24,4 |
|
|
150 |
354 |
3,54 |
49,6 |
|
|
180 |
397,6 |
3,976 |
70,65 |
|
|
210 |
376,2 |
3,762 |
61,8 |
|
|
240 |
326,9 |
3,269 |
36,325 |
|
|
270 |
268,2 |
2,682 |
7,65 |
|
|
300 |
202,4 |
2,024 |
-24,4 |
|
|
330 |
155,6 |
1,556 |
-49,6 |
|
|
360 |
115 |
1,15 |
-70,65 |
катушка индуктивность конденсатор частота
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Мостовой и косвенный методы для измерения сопротивления постоянного тока. Резонансный, мостовой и косвенный методы для измерения параметров катушки индуктивности. Решение задачи по измерению параметров конденсатора с использованием однородного моста.
контрольная работа [156,9 K], добавлен 04.10.2013Изучение электрических цепей, содержащих катушку индуктивности. Определение зависимости величины индуктивности от магнитной проницаемости сердечника. Измерение магнитной индуктивности катушки в электрической цепи с сопротивлением и источником тока.
лабораторная работа [24,1 K], добавлен 10.06.2019Методика и особенности проверки зависимости периода колебаний от емкости и определения индуктивности катушки, а также сопротивления катушки от периода колебаний. Анализ и оценка взаимосвязи логарифмического декремента затухания от сопротивления контура.
курсовая работа [101,6 K], добавлен 21.09.2010Влияние величины индуктивности катушки на электрические параметры цепи однофазного синусоидального напряжения, содержащей последовательно соединенные катушки индуктивности и конденсатор. Опытное определение условий возникновения резонанса напряжений.
лабораторная работа [105,2 K], добавлен 22.11.2010Изучение резонансных явлений в последовательном контуре на электронной модели в пакете Multisim. Вычисление значения скорости резистора, емкости конденсатора и индуктивности катушки. Нахождение теоретического и практического импеданса электрической цепи.
лабораторная работа [1,8 M], добавлен 27.12.2014Переносной двухдиапазонный мост с индикатором на светоизлучающих диодах, его предназначение. Измерение сопротивления резисторов. Определение параметров активных и реактивных элементов. Последовательность измерения на определённой частоте прибора.
лабораторная работа [690,7 K], добавлен 18.06.2015Эталоны и меры электрических величин. Назначение, устройство, режим работы и применение измерительного трансформатора тока. Образцовые катушки индуктивности. Измерение сопротивления изоляции электроустановок, находящихся под рабочим напряжением.
контрольная работа [2,1 M], добавлен 05.11.2010Расчет тока в индуктивности и напряжения на конденсаторе до коммутации по схеме электрической цепи. Подсчет реактивного сопротивления индуктивности и емкости. Вычисление операторного напряжения на емкости с применением линейного преобразования Лапласа.
контрольная работа [557,0 K], добавлен 03.12.2011Описание метода определения тангенса диэлектрических потерь с использованием специально разработанных ячеек, особенности их обслуживания и использования в измерениях. Твердые электроизоляционные материалы. Проведение измерений в трехзажимной ячейке.
лабораторная работа [74,7 K], добавлен 31.10.2013Схема включения, векторная диаграмма и погрешности измерительных трансформаторов переменного и постоянного тока. Применение мостовых схем для вычисления сопротивления, индуктивности, частоты, емкости, добротности катушек и угла потерь конденсаторов.
контрольная работа [850,1 K], добавлен 22.02.2012
