НОФ 2019, Подбор · експеримент 1, експериментална задача — Задача 1. Променливотокови вериги

Задача 1 Разпознаване на местата на трите елемента (1 т.)

Използвайки само мултицета, разпознайте местата на резистора, кондензатора и индуктивността. Запишете предположението си в таблицата за отговори.

Задача 2 Измервания на R − C верига

Нагласете източника („генератора“) на променливо напрежение в режим на генерация на синусово напрежение. Амплитудата му я усилете докрай (от потенциометъра „AMPL“). Използвайте изхода „OUTPUT“. На дисплея се вижда линейната честота $\nu = \frac{1}{T}$ на изходното напрежение. Не давайте изхода му „накъсо“! За по-лесни и бързи измервания използвайте „пипалата“ на мултицета.

Внимание:

1. Изходното напрежение на генератора не е постоянно по амплитуда, а може да варира в зависимост от включения към изхода му товар.
2. Мултицетът мери точно променливо напрежение само в честотния диапазон (40 Hz – 400 Hz). Вие обаче може да го използвате и за измерване на напрежения с много по-високи честоти, допускайки, че напрежението $U_{\text{изм}}$, което мери, зависи от истинската стойност $U_{\text{ист}}$ така: $U_{\text{изм}} = k(\nu)U_{\text{ист}}$, където $k(\nu)$ е една бавно и плавно намаляваща с честотата функция.
3. Тъй като на изхода „OUTPUT“ към променливото напрежение може да има добавено и постоянно напрежение, включете „DC OFFSET“ и проверявайки с мултицета в режим на постоянно напрежение, минимизирайте това постоянно напрежение.

а) Измерете стойността на съпротивлението $R$. [0,5 т.]

б) Сглобете верига от последователно свързани съпротивление $R$ и кондензатор $C$. Измерете зависимостите на напрежението $U_R$ върху резистора и на напрежението $U_Z$ върху $R-C$ веригата от честотата в интервала [80 Hz – 800 Hz]. Винаги измервайте последователно двете напрежения при една и съща честота! Данните попълнете в таблица. [2 т.]

в) От получените данни, използвайки подходящи променливи, постройте графика, която да изглежда права линия. Импедансът $Z$ на тази $R-C$ верига е $Z = \sqrt{R^2 + \frac{1}{(\omega C)^2}}$, където $\omega$ е кръговата честота, $\omega = 2\pi\nu$. [2 т.]

г) От получената графика изчислете графично стойността на капацитета $C$. [1 т.]

Задача 3 Измервания на R − L − C верига

а) Сглобете верига от успоредно свързани кондензатор $C$ и индуктивност $L$ и последователно на тях свързано съпротивление $R$. Импедансът $Z$ на тази $R-L-C$ верига е $Z = \sqrt{R^2 + \left(\frac{\omega L}{1-\omega^2 LC}\right)^2}$, $\omega = 2\pi\nu$. Тази верига има резонансни свойства. Изследвайте интервала от честоти [2 kHz – 20 kHz] и определете резонансната честота $\nu_{\text{рез}}$ с точност 100 Hz. [1,5 т.]

б) От получените дотук данни изчислете стойността на индуктивността $L$. [1 т.]

в) Измерете зависимостите на напрежението $U_R$ върху резистора и на напрежението $U_Z$ върху $R-L-C$ веригата от честотата в подходящ интервал около резонансната честота. Винаги измервайте последователно двете напрежения при една и съща честота! Данните попълнете в таблица. [2 т.]

г) От получените данни, използвайки подходящи променливи, постройте графика, която да изглежда права линия. [2 т.]

д) От получената графика изчислете наново стойностите на резонансната честота $\nu_{\text{рез}}$, капацитета $C$ и индуктивността $L$. [2 т.]

Таблица за отговори

Име на състезателя: