מהלך ניסוי תופעות מעבר

מתוך מעבדת מבוא בחשמל
קפיצה אל: ניווט, חיפוש

1 מטרת הניסוי

  • הכרת תופעות מעבר במעגלים ליניאריים המוזנים ממקור מתח ישר וסינוסי ומכילים את האלמנטים:
רכיב שם לועזי סימון סימון יחידות שם היחידות
קבל Capacitor C F פאראד
משרן/סליל Inductor L - מלשון היינריך לנץ H הנרי, לא על-שמו של היינריך אלא ע"ש ג'וזף הנרי
נגד Resistor R Ω - האות אומגה אוהם

נשתמש במכשירים הבאים:

2 ציוד לניסוי

  1. דקדת נגדים.
  2. דקדת קבלים.
  3. דקדת סלילים.
  4. שישה חוטי בננה-בננה.
  5. שלושה חוטי בננה-BNC.

3 מהלך הניסוי

3.1 מעגל RC

איור 1: מעגל RC טורי מסוג LPF עם מקור אות ריבועי
איור 2: מעגל RC טורי מסוג HPF עם מקור אות ריבועי
  1. חברו את המעגלים הנראים באיור 1 ובאיור 2 למחולל, כוונו את תדירות הגל הריבועי כך שניתן יהיה להבחין היטב בכל תופעת המעבר ומידדו את תופעת המעבר במתח הקבל ומתח הנגד בעזרת האוסצילוסקופ.
  2. העתיקו את צורות הגלים ממסך המשקף תנודות.
  3. מידדו את קבוע הזמן לפי צורת הגל.
  4. חברו נגד נוסף של 10KΩ במקביל עם הקבל ומידדו את קבוע הזמן החדש ואת מתח הקבל במצב היציב (כאשר מסתיימת תופעת המעבר).
  5. מידדו את תגובת התדר (גל סינוסי) של מתחי הקבל והנגד (אמפליטודה בלבד). ביחרו תחום תדרים בו תבצעו את המדידה. מידדו את קבוע הזמן לפי תגובת התדר (ניתן להשתמש בסריקת תדרים).

דרישות בדו"ח המסכם

  1. שרטטו את צורת המתח על פני הקבל ועל פני הנגד לפי המחושב ולפי המדידה.
  2. שרטטו את תגובת התדר (אמפליטודה בלבד) ומיצאו מהם קבועי הזמן של המעגל.
  3. השוו בין שלושת הערכים שקבלתם לקבוע הזמן:
    • מתגובה למדרגה.
    • מתגובה לתדר.
    • וממכפלת RC.


3.2 מעגל RL

איור 3: מעגל RL טורי עם נגד 10KΩ ומשרן 10H
  1. חברו מעגל RL טורי (איור 3) למחולל (גל-ריבועי) כאשר L=10H, R=10KΩ.
  2. העתיקו את צורת המתחים על פני כל אחד מרכיבי המעגל ממסך המשקף תנודות.
  3. מידדו את קבוע-הזמן לפי צורת הגלים.
  4. מידדו את תגובת התדר (אמפליטודה בלבד) של הסליל והנגד (כניסה סינוסית).

דרישות בדו"ח המסכם

כמו בסעיף הקודם אך על הסליל והנגד.

3.3 מעגל RLC

איור 4: מעגל RLC מקבילי

המעגל לחלק זה של הניסוי יהיה מסנן מעביר נמוכים.

  1. חברו את המסנן למחולל (גל-ריבועי) כמתואר באיור 4, התדירות צריכה להיות נמוכה במידה מספקת כך שתופעת המעבר תראה היטב. קיבעו:
    [math]R=\frac{1}{2}\sqrt{\frac{L}{C}}[/math]
  2. קבלו על מסך המשקף תנודות את צורת מתח הכניסה והיציאה והעתיקו אותם.
    בידקו אם המתח במצב המתמיד ביציאת המסנן שווה למתח הכניסה המתאים.
  3. שנו את R בהתאם לערכים הבאים, זהו את כל מצבי הריסון והעתיקו את הצורה המתקבלת בכל מקרה:
    • [math]R=0.1\sqrt{\frac{L}{C}}[/math]
    • [math]R=10\sqrt{\frac{L}{C}}[/math]
    • [math]R=2\sqrt{\frac{L}{C}}[/math]
  4. מידדו את קבוע המעגל α (מקדם-ריסון או מקדם-דעיכה) עבור מקרה של תת-ריסון (תנודתי), וחשבו מתוך המדידה את Q (גורם הטיב) ו-ω0 (תדר-התהודה הזוויתי).
  5. מידדו את תגובת התדר (אמפליטודה בלבד) של המעגל, עבור כל אחד מארבעת ערכי הנגדים (גל סינוסי). מידדו f0, f1, f2 במקרה של תת-ריסון (תנודתי), וחשבו את קבועי המעגל: ω0, α, Q.

דרישות בדו"ח המסכם

  1. צרפו את העתקי מתח המוצא עבור כל אחד מארבעת הנגדים שבחנתם.
  2. סכמו את השפעת R על התגובה למדרגה של מעגל זה.
  3. שרטטו את התגובות לתדר (אמפליטודה בלבד) עבור ארבעת המקרים.
  4. השוו בין הקבועים שקיבלתם מהתגובה למדרגה, מהתגובה לתדר ומהחישוב התיאורטי.