4.4 Содержание отчета

1) Порядковый номер, наименование и цель лабораторной работы.

2) Опыт 4.3.10: рисунок 4.6; таблица 4.2; формулы (4.1) – (4.3); осциллограмма исследованного сигнала.

3) Выводы по лабораторной работе.

4.5 Контрольные вопросы

1) Для чего предназначен осциллограф и какими возможностями при исследовании сигналов он обладает ?

2) С помощью структурной схемы поясните принцип работы осциллографа и назначение его основных узлов.

3) Объясните назначение органов управления осциллографа, расположенных на его передней панели.

4) Объясните, в какой последовательности и для чего необходимо производить балансировку усилителя Y ?

5) Для чего предназначен калибратор и как с его помощью производить калибровку коэффициента отклонения усилителя Y и калибровку длительности развертки ?

6) Объясните, как с помощью осциллографа определить амплитуду, период и частоту периодического сигнала ?

5 Лабораторная работа № 9. Исследование линейных электрических цепей, содержащих источники несинусоидальных эдс

Цель работы: исследование кривых тока и напряжения на зажимах источника несинусоидальной ЭДС, а также изучение влияния индуктивности и емкости на форму кривой тока в цепи при действии несинусоидального напряжения.

5.1 Основные теоретические сведения

5.1.1 Периодические несинусоидальные токи, напряжения и эдс. Определение коэффициентов ряда Фурье

Периодическими несинусоидальными токами (напряжениями, ЭДС) называют электрические токи (напряжения, ЭДС), изменяющиеся по периодическому несинусоидальному закону.

Пример периодических несинусоидальных величин демонстрируют временные диаграммы токов , приведенные на рисунке 5.1

Рисунок 5.1 – Временные диаграммы периодических несинусоидальных токов

Явления, происходящие в линейных электрических цепях при периодических несинусоидальных ЭДС, токах и напряжениях, проще всего поддаются анализу, если кривую ЭДС, напряжения или тока разложить в тригонометрический ряд Фурье.

Для всякой периодической функции (тока, напряжения, ЭДС), удовлетворяющей условиям Дирихле (имеет конечное число разрывов 1-го рода и конечное число экстремумов), указанное разложение имеет вид

. (5.1)

Величина в выражении (5.1) называется постоянной составляющей или нулевой гармоникой сигнала, функция — основной синусоидой или первой гармоникой, функции при — высшими гармониками. Частота называется основной частотой (частотой следования), коэффициенты и — амплитудами и начальными фазами гармоник.

Тригонометрический ряд (5.1) можно записать и в другой форме:

. (5.2)

Здесь

,      (5.3)

и, следовательно,

,      . (5.4)

Формулы (5.1) – (5.4) составляют основу гармонического анализа, согласно которому любой периодический негармонический сигнал можно представить как совокупность постоянной составляющей и бесконечного числа гармонических составляющих .

Коэффициенты ряда (5.1) или (5.2) можно определить аналитически, графо-аналитически или экспериментально.

Если функция , определяющая несинусоидальную ЭДС, напряжение или ток, задана аналитически, то коэффициенты ряда определяются по формулам:

,      ,      , (5.5)

где интегрирование проводится на интервале периода , например, , и т.д.