Laboratoriya ishi №5 Ketma-ket va parallel tebranish konturini tadqiq etish Ishning maqsadi

Laboratoriya ishi №5
Ketma-ket va parallel tebranish konturini tadqiq etish
Ishning maqsadi: ketma-ket tebranish konturi chastotaviy tavsiflari xususiyatlarini eksperimental tekshirish.
5 .1. Qisqa nazariy tushunchalar
Ketma-ket ulangan rezistiv qarshilik R, induktivlik L va sig‘im C mavjud bo‘lgan elektr zanjirining sxemasi 5.1-rasmda keltirilgan. Bunday elektr zanjirini ketma-ket RLC-konturi, yoki,
ketma-ket tebranish (rezonans) konturi deyiladi.
5.1-rasm
Agar konturning kirish klemmasigau=U_mcost kuchlanish ulangan bo‘lsa, shu konturdagi garmonik barqaror (garmonik kuchlanish ta’siri ulangandan so‘ng yetarli vaqt o‘tgandan keyin) toknii=I_mcos(t+) ya’ni, tok amplitudasi I_m va tok boshlang‘ich fazasi ni aniqlash zarur bo‘lsin.
Kontur elementlari kuchlanishlari musbat yo‘nalishlarini to‘qri tanlab, 4-laboratoriya ishida keltirilgan zanjir elementlaridagi tok va kuchlanishlar bog‘lanishlarini e’tiborga olib, quyidagilarni yozish mumkin:

(5.1)
Bir xil chastotali garmonik funktsiyalarni qo‘shish qoidalaridan foydalanib, quyidagilarni hosilqilish mumkin

(5.2)
bunda z=R+j(X_L-X_C) - zanjirning kirish to‘la kompleks qarshiligi,
Z = - uning moduli; bunda R–rezistor aktiv qarshiligi; X_L=jL- kompleks induktiv qarshiligi; X_C= - kompleks sig‘imqarshiligi.
Tenglik (6.1) ning o‘ng va chap tomonlari amplitudalari va fazalarini taqqoslash natijasida izlanayotgan konturning garmonik toki amplitudasini va boshlang‘ich fazasini aniqlash mumkin.

(5.3)
Zanjir konturining elementlaridagi kuchlanishlar vektor diagrammalari 5.2-rasmda keltirilgan.

5.2- rasm. Vektor diagrammasi
Reaktiv qarshiliklar L < 1/C bo‘lganligi uchun, vektor diagrammada tok vektori ta’minlovchi kuchlanish vektoriga nisbatan > 0 burchakka siljigan. Sig‘imdagi U_mC va induktivlikdagi U_mLkuchlanishlar vektorlari esa tok I_m vektoriga nisbatan, mos ravishda, –/2 va + /2 siljiganlar, chunki oqayotgan tokka nisbatan sig‘im klemmalaridagi kuchlanish fazasi bo‘yicha /2 burchakka kechikadi, induktivlikdagi kuchlanish fazasi bo‘yicha /2 burchakka ilgarilab ketadi.
Reaktiv qarshiliklar L < 1/C bo‘lganda shu elementlar kuchlanishlari modullari teng U_mL=U_mCbo‘ladi, unda fazalar siljishi =0. Bunday rejim RLC-konturning rezonans rejimi deyiladi va ta’minlovchi kuchlanish chastotasi = ₀ = 1 / erkin tebranishlar chastotasiga (ba’zan bu chastotani rezonans chastotasi yoki xususiy tebranishlar chastotasi deyiladi) teng bo‘ladi. Bu =₀chastotada konturning to‘la qarshiligi sof aktiv Z₀=R va minimal bo‘ladi, kontur toki esa o‘zining maksimal qiymatigacha ortadi. Tokning I()bog‘lanishi ₀=const va U= const bo‘lganda ning o‘zgarishi bilan ekstremal xarakterga ega bo‘ladi. Rezonans chastotada sig‘im va induktivlikning garmonik kuchlanishlari bir-birini kompensatsiyalaydi. Shu sababli, konturda kuchlanish rezonansi mavjud, deb qabul qilingan.
T ebranuvchi RLC-kontur quyidagi «ikkilamchi» parametrlar bilan xarakterlanadi (tavsiflanadi):
- xarakteristik (tavsifiy) qarshilik; (5.3)

- konturning aslligi; (5.4)

-absolyut o‘tkazish oraliqi. (5.4,a)
K etma-ket RLC-kontur uchun rezonans chastotada quyidagi bog‘lanishlar o‘rinlidir:
(5.5)
(), U_R(), U_L(), U_C() bog‘lanishlar amplituda-chastotaviy yoki rezonans tavsifi (ACHT), ()bog‘lanish esa faza-chastotaviy tavsif (FCHT) deyiladi. Ular quyidagi ifodalar yordamida hisoblanadi:
;


(5.6)

5.3-rasm. Amplituda va faza-chastotaviy tavsiflar.

Chegaralarida konturdagi tok o‘zining rezonans jarayonidagi I₀qiymatidan 2 marta pasayadigan chastotalar oraliqi ketma-ket tebranish konturining o‘tkazish oraliqi deyiladi (6.3-rasm). Absolyut o‘tkazish oraliqi quyidagi ifoda bilan aniqlanadi:
S_A = f₂ – f₁ = f₀ / Q. (5.7)

5.4-rasm. O‘tkazish oraliqi