Лабораторна робота №1. Визначення абсолютних напруг струмУ і потужності

Визначення абсолютних напруг струмУ і потужності

1.Теоретичні відомості

Метою роботи є ознайомлення студентів із методикою вимірювання і обчислення абсолютних рівнів напруги, струму і потужності на навантаженні. Для визначення відношення двох напруг, двох струмів або двох потужностей в електропровідній схемі використовується логарифмічна одиниця – непер. У техніці електропровідного зв’язку при аналізі і розрахунках трактів передачі сигналів використовують такі поняття, як відносні і абсолютні рівні напруги, струму і потужності. Відносні рівні виражаються в логарифмічних одиницях, які визначають відношення двох величин відносно напруг, струмів або потужностей. При цьому рівень напруги U₁ відносно напруги U₂ визначається за формулою

[Нп], (1)

а рівень струму І₁ відносно І₂ визначається за формулою

[Нп]; (2)

відповідно відносні рівні між потужностями виражаються формулою

[Нп]. (3)

Для визначення абсолютного рівня необхідно прийняти конкретні величини напруги, струму і потужності за величини нульового рівня.

У техніці електропровідного зв’язку нульовий рівень визначається в тому випадку, якщо на опорі R₀ =600 Ом виділяється потужність P =1 мВт; при цьому величинами нульового рівня будуть напруги U₀ =0,775 В, струм І₀ =1,29 мА і потужність Р₀ =1 мВт.

Майже завжди внутрішній опір генераторів і приймачів тональної частоти вибирається R₀ =600 Ом.

З урахуванням уведеного поняття про нульові рівні абсолютний рівень напруги, виражений в неперах, визначається відношенням

[Нп]. (4)

Напругу на опорі Z₁, ввімкненому за схемою, приведеною на рис. 1, можна визначити так:

. (5)

Відповідно напругу нульового рівня отримаємо із (5) при |Z| = R₀, тоді

. (6)

З урахуванням (5) і (6) із (4) отримаємо інші вирази для отримання абсолютного рівня напруги:

[Нп] (7)

або

[Нп], (8)

де Р_S – рівень потужності на опорі Z.

Із (8) знайдемо вираз для абсолютного рівня потужності

[Нп]. (9)

Формулу для абсолютного рівня струму можна отримати також із (7), якщо врахувати, що

[Нп], (10)

або

[Нп]. (11)

Абсолютний рівень напруги Р_U на опорі Z вимірюється спеціальним приладом – показником рівня (ПР); абсолютні рівні струму і потужності для заданого опору Z визначаються за формулами (9) і (11).

За виміряним абсолютним рівнем напруги можна визначити значення напруги на опорі Z з формули

, (12)

де Р_U – абсолютний рівень напруги, виміряний ПР.

2.Вимірювальна установка

Для вимірювання абсолютних рівней напруги, струму і потужності на опорі Z збирається схема, зображена на рис. 1.

В якості генератора в роботі використовується будь-який генератор тональної частоти з внутрішнім опором R₀ = 600 Ом, від якого можна отримати струм частотою f = 800 Гц.

Рис.1

Показник рівня (ПР) взагалі має два входи – високоомний і низькоомний (R₀ =600 Ом). У цій роботі потрібно використовувати тільки високоомний вхід.

В якості опору використовується набір опорів або магазин опорів, на якому встановлюються наступні опори:

|Z| = 100, 200, 400, 600, 800, 1000 і 1400 Ом.

3.Порядок виконання роботи

1. Ознайомитися з конструкцією і схемами вмикання генератора частоти і ПР.

2. Відградуювати показник і встановити на генераторі f = 800 Гц.

3. Зібрати вимірювальну схему згідно з рис. 1, включивши замість опору Z магазин опорів або набір опорів.

4. Для кожного Z, вказаного в п.2, виміряти ПР абсолютні рівні напруги.

5. Для кожного значення Z визначити абсолютні рівні струму і потужності за формулами (9) і (11), а також значення напруги на опорі Z за формулою (12).

6. Розрахувати, якому струму і якій потужності відповідають отримані значення абсолютних рівнів щодо струму і потужності.

7. За виміряними і обчисленими даними побудувати в одних координатних осях графіки функцій:

4.Склад звіту

У звіті по роботі необхідно представити:

а) схему вимірювальної установки;

б) дані вимірів і всі розрахунки;

в) графіки побудованих залежностей.

Результати вимірів і розрахунків заносяться в таблицю.

№ пп.	Значення | Z |; Ом	PU,	PI,	PS,	U, B	I, A	S, Вт
Нп	дБ	Нп	дБ	Нп	дБ

5.Контрольні запитання

1. Що називається відносним рівнем?

2. Що називається абсолютним рівнем?

3. Які величини струму, напруги, опору і потужності прийняті за одиниці нульового рівня?

4. У яких одиницях вимірюються рівні?

5. Яким відношенням зв’язані непер і бел?