Исследование сдвига фаз между током и напряжением на конденсаторе и катушке

Цепь собирается по следующей схеме:

В данной цепи либо катушка, либо индуктивность (реактивное сопротивление) включается последовательно с переменным резистором (активное сопртивление). АЦП всегда измеряет напряжение между землей и одним из сигнальных проводов: канал 1 или канал 2. Однако, как известно, на активном сопротивлении сдвиг фаз между током и напряжением равен нулю, и, измеряя напряжение на резисторе, мы фактически измеряем ток в цепи.

При переключении ключа в цепь включается то индуктивность, то емкость. При этом на экране отображаются соответствующие графики колебаний, а также сдвиг фаз (+90° или -90°). Если воспользоваться функцией программы запоминания колебаний, а затем переключить ключ, на экране будет видно, что колебания напряжения по фазе изменились на 180° и теперь идут в противофазе, в то время как колебания тока не претерпели изменения.

При изменение частоты генератора можно наблюдать изменение амплитуды сигналов на экране вследствие зависимости реактивного сопротивления катушки и конденсатора от частоты тока. Также изменение можно наблюдать, изменяя емкость катушки (разбирая сердечник).

Исследование сдвига фаз при резонансе

Цепь собирается по следующей схеме:

В этой схеме собран колебательный контур конденсатор-катушка с активным сопротивлением на переменном резисторе, играющем роль регулятора амплитуды колебаний. К контуру подключается вынуждающая сила - источник переменной ЭДС (генератор). Регулируя частоту генератора, можно дойти до резонансной и наблюдать постепенное уменьшение сдвига фаз между напряжением на катушке и на конденсаторе вплоть до нулевого при резонансе.

При уходе от резонансной частоты в одну сторону наблюдается увеличение одного из реактивных сопротивлений и уменьшение другого, а в другую - соответственно наоборот.

Copyright 1999 Андрей Смирнов