Giáo trình Thí nghiệm mạch điện - Bài 9: Đặc tuyến biên tần và pha tần của nhánh

Download

BAØI 9

ÑAËC TUYEÁN BIEÂN TAÀN VAØ PHA TAÀN CUÛA NHAÙNH

A. MUÏC ÑÍCH :

Baøi thí nghieäm naøy cuõng töông töï nhö baøi thí nghieäm vaät lyù veà khaûo saùt

nhaùnh vaø hieän töôïng coäng höôûng , nhöng coù phaùt trieån theâm lyù thuyeát khaûo saùt

toång quaùt veà toaùn hoïc caùc quaù trình xaûy ra treân nhaùnh vôùi kích thích laø tín hieäu

ñieàu hoaø , vaø tìm hieåu caùc aûnh höôûng cuûa caùc thoâng soá nhaùnh leân caùc daïng ñaëc

tuyeán (xem lyù thuyeát chöông 2- giaùo trình Maïch Ñieän I) maø ôû thí nghieäm vaät lyù

ta khoâng coù ñieàu kieän thöïc hieän ñöôïc. Coâng vieäc khaûo saùt naøy thöïc hieän deã

daøng laø nhôø caùc linh kieän vaø caùc thieát bò ñöôïc moâ phoûng treân maùy tính trong

phaàn meàm Electronic Workbench.

B. ÑAËC ÑIEÅM :

Cho moät maïch R - L - C , vôùi tín hieäu vaøo coá ñònh , tín hieäu ñieän aùp treân

baát kyø phaàn töû naøo cuûa maïch cuõng coù theå bieåu ñieãn qua haøm truyeàn ñaït aùp ,

ñöôïc hieåu laø tæ soá cuûa tín hieäu ra treân tín hieäu vaøo. Trong tröôøng hôïp söû duïng

phöông phaùp vectô bieân ñoä phöùc , haøm truyeàn ñaït cuõng coù daïng phöùc vaø noùi

chung coù theå bieåu dieãn thaønh hai phaàn : bieân ñoä vaø goùc pha . Caû hai ñaïi löôïng

naøy , trong tröôøng hôïp toång quaùt ñeàu phuï thuoäc vaøo taàn soá . Bieåu thöùc bieân ñoä

bieåu dieãn theo taàn soá ñöôïc goïi laø ñaëc tuyeán bieân - taàn (bieân ñoä - taàn soá ) coøn

bieåu thöùc goùc pha bieåu dieãn theo taàn soá ñöôïc goïi laø ñaëc tuyeán pha - taàn ( goùc

pha - taàn soá ), xem chöông 7- giaùo trình Maïch Ñieän II .

Söû duïng caùc ñaëc tuyeán bieân - taàn vaø pha - taàn chuùng ta seõ lyù giaûi ñöôïc

nhieàu hieän töôïng xaûy ra treân maïch : coäng höôûng , tính chaát loïc ñieän …… Vaø ngoaøi

ra , ta coøn coù theå thaáy ñöôïc aûnh höôûng cuûa caùc thoâng soá maïch leân treân caùc ñaùp

öùng trong moät soá maïch ñôn giaûn .

C. PHAÀN THÍ NGHIEÄM :

I. MAÏCH R - L - C NOÁI TIEÁP :

Thöïc hieän moâ phoûng baèng Workbench , veõ maïch thí nghieäm nhö hình

2.4.1 . Trong ñoù maùy phaùt soùng choïn soùng sin coù : taàn soá 50 Hz, bieân ñoä 10 V,

möùc offset laø 0 ; Maïch coù thoâng soá : L = 3,8 mH , C = 2µF , R = 47Ω maéc noái

tieáp.

- Trang 55 -

1) Söû duïng Bode Plotter , cho tín hieäu vaøo ngoõ IN cuûa noù laø tín hieäu ra maùy

phaùt soùng , tín hieäu vaøo ngoõ OUT cuûa noù laø tín hieäu treân ñieän trôû, veõ caùc

ñaëc tuyeán bieân - taàn vaø pha - taàn .

( Choïn Magnitude - veõ ñaëc tuyeán bieân - taàn , Choïn Phase - veõ ñaëc tuyeán pha

– taàn. Truïc taàn soá cuûa caùc ñaëc tuyeán treân choïn laø LOG . Löu yù laø caùc giaù trò

F(Final) vaø I (Initial) treân Bode Plotter phaûi choïn sao cho thích hôïp vôùi

khoaûng taàn soá khaûo saùt , ôû truïc tung choïn -60dB ñeán 10dB, truïc hoaønh choïn

1Hz ñeán 100 kHz ) .

a) Döïa vaøo maïch vieát caùc bieåu thöùc bieân - taàn vaø pha - taàn ? So saùnh vôùi

caùc ñoà thò nhaän ñöôïc treân Bode Plotter ?

b) Döïa vaøo ñaëc tuyeán bieân - taàn xaùc ñònh : taàn soá coäng höôûng , baêng thoâng

maïch coäng höôûng , heä soá phaåm chaát cuûa maïch ?

2) Maïch thí nghieäm vaãn nhö hình 2.4.1 , söû duïng VOM ño trò hieäu duïng cuûa tín

hieäu ñieän aùp treân cuoän caûm L ( khoaûng 10 giaù trò töø f_o/3 cho ñeán 3f_o, vôùi f_o

laø taàn soá coäng höôûng xaùc ñònh ôû caâu 1) .

a) Veõ ñöôøng cong bieåu dieãn U_Ltheo taàn soá ? .

b) Vieát bieåu thöùc giaù trò U_Ltheo taàn soá töø maïch treân vaø so saùnh vôùi keát quaû

ôû caâu a)

3) Maïch thí nghieäm vaãn nhö hình 2.4.1 , söû duïng VOM ño trò hieäu duïng cuûa tín

hieäu ñieän aùp treân tuï ñieän C ( khoaûng 10 giaù trò töø f_o/3 cho ñeán 3f_o, vôùi f_olaø

taàn soá coäng höôûng xaùc ñònh ôû caâu 1) .

a ) Veõ ñöôøng cong bieåu dieãn U_Ctheo taàn soá ?

b) Vieát bieåu thöùc giaù trò U_Ctheo taàn soá töø maïch treân vaø so saùnh vôùi keát quaû

ôû caâu a).

4) Thöïc hieän nhö maïch hình 2.4.1, nhöng giaù trò R = 560Ω, caùc thoâng soá khaùc

treân maïch khoâng coù gì thay ñoåi .

- Trang 56 -

a) Söû duïng Bode Plotter , cho tín hieäu vaøo ngoõ IN cuûa noù laø tín hieäu ra maùy

phaùt soùng , tín hieäu vaøo ngoõ OUT cuûa noù laø tín hieäu treân ñieän trôû, veõ caùc

ñaëc tuyeán bieân - taàn vaø pha - taàn ?

b) Xaùc ñònh taàn soá coäng höôûng , baêng thoâng cuûa maïch coäng höôûng vaø heä

soá phaåm chaát cuûa maïch ? So saùnh caùc giaù trò naøy vôùi caùc giaù trò tìm ñöôïc

ôû caâu 1b) ? Giaûi thích taïi sao ?

c) Söû duïng VOM ño trò hieäu duïng cuûa tín hieäu ñieän aùp treân cuoän caûm L

vaø tuï ñieän C ( khoaûng 10 giaù trò töø f_o/3 cho ñeán 3f_o, vôùi f_olaø taàn soá coäng

höôûng xaùc ñònh ôû caâu b) .

d) Veõ ñöôøng cong bieåu dieãn U_Lvaø U_Ctheo taàn soá ? So saùnh vôùi caùc ñoà thò

nhaän ñöôïc ôû caâu 2. vaø caâu 3. ? Giaûi thích ?

II. MAÏCH R vaø L - C SONG SONG :

Thöïc hieän baèng Workbench maïch thí nghieäm nhö hình 2.4.2 .

1) Maùy phaùt soùng choïn soùng sin : taàn soá 50 Hz, bieân ñoä 10 V, möùc offset laø 0 ;

Maïch coù thoâng soá : L = 3,8 mH , C = 4µF , Rs = 150Ω maéc nhö hình 2.4.2.

a) Söû duïng Bode Plotter , cho tín hieäu vaøo ngoõ IN cuûa noù laø tín hieäu ra maùy

phaùt soùng , tín hieäu vaøo ngoõ OUT cuûa noù laø tín hieäu treân khung L-C , veõ

caùc ñaëc tuyeán bieân - taàn vaø pha - taàn .

b) Döïa vaøo maïch vieát caùc bieåu thöùc bieân - taàn vaø pha - taàn ? So saùnh vôùi

caùc ñoà thò nhaän ñöôïc treân Bode Plotter ?

c) Döïa vaøo ñaëc tuyeán bieân - taàn cho bieát : taàn soá coäng höôûng , baêng thoâng

maïch coäng höôûng , heä soá phaåm chaát cuûa maïch taïi coäng höôûng ?

d) Söû duïng VOM ño trò hieäu duïng cuûa tín hieäu ñieän aùp ra treân cuoän caûm L

( khoaûng 10 giaù trò töø f_o/3 cho ñeán 3f_o, vôùi f_olaø taàn soá coäng höôûng xaùc

ñònh ôû caâu 1) .Veõ ñöôøng cong bieåu dieãn U_Ltheo taàn soá ?

2) Söû duïng dao ñoäng kyù , ñöa tín hieäu töø ngoõ ra maùy phaùt soùng vaøo keânh A,

ngoõ ra cuûa maïch treân cuoän caûm L vaøo keânh B , choïn chöùc naêng ôû taàng Time

- Trang 57 -

Base cuûa dao ñoäng kyù laø B/A , ñeå ño ñoä leäch pha cuûa hai tín hieäu taïi caùc

ñieåm nöûa coâng suaát ( f1 vaø f2 ) vaø taïi coäng höôûng (hình 2.4.3) ? Nhaän xeùt ?

( Löu yù : sinh vieân coù theå xem lyù thuyeát veà caùch ño leäch pha naøy ôû Baøi thí

nghieäm soá 5 - Phaàn thí nghieäm maïch ñieän vaät lyù ).

3) Ñöa vaøo Workbench maïch nhö hình 2.4.3, chæ khaùc laø coù theâm ñieän trôû R_L(

nhö hình 2.4.4). Maùy phaùt soùng choïn soùng sin : taàn soá 50 Hz, bieân ñoä 10 V,

offset laø 0 ; caùc thoâng soá : L = 3,8 mH , C = 4µF , Rs = 150Ω .

a) Söû duïng Bode Plotter , cho tín hieäu vaøo ngoõ IN cuûa noù laø tín hieäu ra maùy

phaùt soùng , tín hieäu vaøo ngoõ OUT cuûa noù laø tín hieäu treân ñieän trôû, veõ caùc

ñaëc tuyeán bieân - taàn vaø pha - taàn öùng vôùi caùc giaù trò : R_L= 5 Ω ; 25Ω ;

50Ω .

b) Nhaän xeùt caùc ñaëc tuyeán bieân taàn vaø pha taàn ôû caâu a) treân ñaây ? So saùnh

vôùi coâng thöùc tìm ñöôïc treân lyù thuyeát ?

----------------------------------------------

- Trang 58 -

4 trang baolam 21700 Free

Download

Bạn đang xem tài liệu "Giáo trình Thí nghiệm mạch điện - Bài 9: Đặc tuyến biên tần và pha tần của nhánh", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

giao_trinh_thi_nghiem_mach_dien_bai_9_dac_tuyen_bien_tan_va.pdf