Электротехника и электроника. - Немцов М.В.
Скачать (прямая ссылка):
меньше ее значения при угловой частоте равной нулю и постоянной амплитуде между выводами 1—1', называется граничной угло-
109
Рис. 4.39
вой частотой O)n,, а диапазон угловых частот 0 < со < Wn, — полосой пропускания сглаживающего фильтра. Часто вместо угловых частот пользуются соответствующими им циклическими частотами /= = со/2л.
Свойствами сглаживающего фильтра обладает и пассивный четырехполюсник (рис. 4.40, а) с соответствующими ему амплитудно-частотными характеристиками (рис. 4.40, б) при разомкнутой цепи нагрузки (/?2н = °°)
Kux (w) = . , R
и сопротивлении цепи нагрузки R2h < °°.
В отличие от сглаживающего фильтра на основе /?С-цепи, в сглаживающем фильтре на основе RL-иепи, значения граничной угловой частоты, а следовательно, и полосы пропускания с уменьшением сопротивления цепи нагрузки уменьшаются.
Резонансные фильтры. В таких фильтрах используется явление резонансов напряжений и токов в электрических цепях для выделения или исключения в напряжении на приемнике определенной полосы частот.
Рис. 4.41
В полосовом фильтре (рис. 4.41, а) используется явление резонанса напряжений (см. подразд. 4.10). Его амплитудно-частотная характеристика
*Дсо)
R
2н
^L- 1/(соС)]2 + Rl
(4.51)
приведена на рис. 4.41, б.
Ширина полосы угловых частот Асо, выделяемая фильтром, на уровне K11 = і/л/2 тем меньше, чем больше добротность цепи
Q
4lfc
R
2н
В заградительном фильтре (рис. 4.42, а) используется явление резонанса токов (см. подразд. 4.12). Его амплитудно-частотная характеристика
AT11(O)) =
R2„ \\-(o2LC\
^((uL)2 +R^(I-(h2LC)2
приведена на рис. 4.42, б. Ширина полосы угловых частот Асо, заграждаемых фильтром, определяется на уровне Ки = 1 л/2.
"вых
Рис. 4.43
Избирательные AC-фильтры. Эти фильтры содержат только резисторы и конденсаторы. Примером полосового RC-филыпра является четырехполюсник (рис. 4.43, а), называемый мостом Вина. Его амплитудно-частотная характеристика приведена на рис. 4.43, б. Максимальное значение амплитудно-частотной характеристики рав-
но - и достигается при угловой частоте 3
1
CO0 =¦
^]RyR2CyC1
(4.52)
«вх
R/2\ =S=2C
Заградительный AC-фильтр представляет собой двойной Т-образный мост (рис. 4.44). При разомкнутой цепи нагрузки минимуму его амплитудно-частотной характеристики соответствует угловая частота Co0 = \/(RC). Доказательство этого условия достаточно трудоемкое и здесь не приводится.
Возможны другие схемотехнические решения избирательных /?С-фильтров.
2'
Рис. 4.44
ЗАДАЧИ И ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
4.1. Определите действующее значение синусоидального тока / = = 10 sin ті А.
Ответ: 10/V2 А.
4.2. Электрическая цепь содержит последовательное соединение резистора сопротивлением R= 50 Ом и катушки индуктивностью L = O5I Гн. Определите полное сопротивление цепи при частоте тока /=50 Гц.
Ответ: 59 Ом.
112
4.3. Сохранив условия задачи 4.2, определите действующее значение напряжения между зажимами цепи при синусоидальном токе /= 10sinю/.
Ответ: 590Д/2 В.
4.4. Сохранив условия задач 4.2 и 4.3, определите активную, реактивную и полную мощности цепи.
Ответ: 2500 Вт, 1570 вар, 2950 В • А.
4.5. Электрическая цепь содержит последовательное соединение резистора сопротивлением /?= 30 Ом и конденсатора емкостью C= 6 мкФ. Определите полное сопротивление цепи при частоте тока /=400 Гц.
Ответ: 72,8 Ом.
4.6. Сохранив условия задачи 4.5, определите действующее значение тока при синусоидальном напряжении между зажимами цепи U = = 100 sin Kit.
Ответ: 0,975 А.
4.7. Сохранив условия задач 4.5 и 4.6, определите активную, реактивную и полную мощности цепи.
Ответ: 28,5 Вт, -63,5 вар, 69 В А.
4.8. Чему равно комплексное действующее значение тока /, соответ-
4.9. Чему равно синусоидальное напряжение, которому соответствует комплексное действующее значение напряжения U = 1Oe-^4?
Ответ: U = 10л/2 sin (ю/ - л/4) В.
4.10. Чему равен сдвиг фаз между синусоидальными напряжением и током U= f/msin(to/-л/2), /' = /„,sin (ю/ - л/3)?
Ответ: л/6.
4.11. Каково соотношение между амплитудным, действующим и средним значениями синусоидальных величин?
4.12. Почему стремятся повысить коэффициент мощности электрической установки?
ствующее синусоидальному току / = 100 sin юґ - —
А?
Ответ: —^e jnJ4.
ГЛАВА 5 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ
5.1. Классификация средств, видов и методов электрических измерений
Электрическим измерением называют нахождение значений параметров электрических величин опытным путем с помощью специальных средств.
Средства измерения. По функциональному назначению в средствах измерения различают: меры, измерительные приборы, измерительные преобразователи, измерительные системы и измерительно-вычислительные комплексы.
Меры служат для воспроизведения значений электрических величин заданных размеров.
Измерительные приборы предназначены для выработки измерительной информации о значениях измеряемой величины в форме, доступной для оператора.
Различают измерительные приборы:
• показывающие, которые допускают только считывание показаний отчетного устройства; сравнения, в которых измеряемая величина непосредственно сравнивается с мерой; регистрирующие, допускающие также регистрацию показаний на различных носителях в реальном масштабе времени;
