Измерение параметров элементов цепи с сосредоточенными постоянными ( R , L , C )

Электрические цепи представляют собой совокупность соединенных друг с другом элементов – источников электрической энергии и нагрузок в виде резисторов, катушек индуктивности, конденсаторов. Эти нагрузки можно рассматривать как двухполюсники с идеальными параметрами (R,L, C) только при определенных допущениях.

Реальные элементы электрической цепи кроме своих основных параметров имеют и дополнительные параметры, так называемые остаточные или паразитные. Например, катушки индуктивности обладают собственной емкостью и активным сопротивлением; резисторы имеют некоторую индуктивность. Поэтому конденсаторы, катушки, резисторы характеризуется некоторым эффективным значением емкости, индуктивности и сопротивления, которые зависят от частоты.

Если на результат измерения влиянием паразитных параметров нельзя пренебречь, следует проводить измерение на рабочих частотах, токах, напряжениях.

Измерение силы тока и напряжения на схеме постоянного тока:

Рисунок 1 – Схема цепи постоянного тока с индуктивным характером

Характеристики элементов цепи и показания приборов:

R=28 мОм;

L=28 Гн;

C=28 мкФ;

U= 28 В;

I= 0 А.

Постоянный ток не проходит ни в одной из схем из-за наличия конденсатора.

Измерение параметров тока в цепи с индуктивным характером и снятие показаний осциллографа при разных частотах сигнала генератора:

Рисунок 2 – Схема цепи переменного тока индуктивного характера с частотой 1 Гц.

Рисунок 3 – Осциллограмма, полученная при частоте 1 Гц.

Рисунок 4 – Схема цепи переменного тока индуктивного характера с частотой 100 Гц.

Рисунок 5 – Осциллограмма, полученная при частоте 100 Гц.

Рисунок 6 – Схема цепи переменного тока индуктивного характера с частотой 10 кГц.

Рисунок 7 – Осциллограмма, полученная при частоте 10 кГц.

Рисунок 8 – Схема цепи переменного тока индуктивного характера с частотой 1 МГц.

Рисунок 9 – Осциллограмма, полученная при частоте 1 МГц.

Рисунок 10 – Схема цепи переменного тока индуктивного характера с частотой 100 МГц.

Рисунок 11 – Осциллограмма, полученная при частоте 100 МГц.

При увеличении частоты сигналов генератора амплитуда напряжения держится на отметке 28В, а сила тока уменьшается в геометрической прогрессии.

Измерение параметров тока в цепи с ёмкостным характером и снятие показаний осциллографа при разных частотах сигнала генератора:

Рисунок 12 – Схема цепи переменного тока ёмкостного характера с частотой 1 Гц.

Рисунок 13 – Осциллограмма, полученная при частоте 1 Гц.

Рисунок 14 – Схема цепи переменного тока ёмкостного характера с частотой 100 Гц.

Рисунок 15 – Осциллограмма, полученная при частоте 100 Гц.

Рисунок 16 – Схема цепи переменного тока ёмкостного характера с частотой 10 кГц.

Рисунок 17 – Осциллограмма, полученная при частоте 10 кГц.

Рисунок 18 – Схема цепи переменного тока ёмкостного характера с частотой 1 МГц.

Рисунок 19 – Осциллограмма, полученная при частоте 1 МГц.

Рисунок 20 – Схема цепи переменного тока ёмкостного характера с частотой 100 МГц.

Рисунок 21 – Осциллограмма, полученная при частоте 100 МГц.

При увеличении частоты сигнала сила тока резко возрастает, а потом резко уменьшается, а напряжение наоборот: сначала уменьшается, а потом увеличивается.

Измерение параметров тока на схеме с большим сопротивлением и снятие показаний осциллографа при разных частотах:

Рисунок 22 – Схема цепи переменного тока с большим сопротивлением с частотой 1 Гц.

Рисунок 23 – Осциллограмма, полученная при частоте 1 Гц.

Рисунок 24 – Схема цепи переменного тока большим сопротивлением с частотой 100 Гц.

Рисунок 25 – Осциллограмма, полученная при частоте 100 Гц.

Рисунок 26 – Схема цепи переменного тока большим сопротивлением с частотой 10 кГц.

Рисунок 27 – Осциллограмма, полученная при частоте 10 кГц.

Рисунок 28 – Схема цепи переменного тока большим сопротивлением с частотой 1 МГц.

Рисунок 29 – Осциллограмма, полученная при частоте 1 МГц.

Рисунок 30 – Схема цепи переменного тока большим сопротивлением с частотой 100 МГц.

Рисунок 31 – Осциллограмма, полученная большим сопротивлением при частоте 100 МГц.

При увеличении частоты сила тока возрастает, а напряжение сначала немного возрастает, потом немного снижается и остаётся на одном уровне.