מעגלים מצומדים

מתוך מעבדת מבוא בחשמל
קפיצה אל: ניווט, חיפוש

לעיון בקבצים נא ללחוץ על התיקייה: תיקיית קבצים

1 שאלות הכנה

הערה:

כל המעגלים בניסוי זה נמצאים בעירור סינוסי במצב היציב. הסלילים בהם נשתמש בשאלות ההכנה ובניסוי, הינם סלילים מעשיים המאופיינים ע"י השראות (L) והתנגדות ליפופים (RL). הדקי הסליל המעשי יסומנו באמצעות נקודות.

1.1 השראות הדדית

הגדירו את מקדם ההשראות ההדדית, M, שבין שני סלילים.

1.2 מקדם הצימוד

מהו מקדם הצימוד, K, שבין שני הסלילים. הוכיחו: 0 ≤ K ≤ 1

1.3 מעגלים מצומדים ללא קיבול

איור 1: מעגל צימוד ללא קיבול
  1. רשמו את משוואות החוגים של המעגל שבאיור 1.
  2. מצאו ביטוי לפונקצית התמסורת של המעגל כאשר:
    • 0 < R2 < ∞
    • R2 → ∞ (נתק).
  3. רשמו ביטוי ממנו ניתן לחשב את M, בהנחה שידועים זרם בראשוני, מתח V0 ותדר-המקור.


1.4 חיבור טורי וחיבור אנטי-טורי של סלילים מצומדים

איור 2: מעגל עם חיבור 'טורי' של הסלילים
  1. רשמו את משוואות המעגל שבאיור 2 עבור חיבור "טורי" של הסלילים ועבור חיבור "אנטי טורי".
  2. עבור חיבור "טורי" ו"אנטי-טורי", ציירו דיאגרמת פזורים בה יראו:
    • מתח המקור.
    • זרם המעגל.
    • מתח ההדקים של הסלילים V1, V2 ו-V3.
  3. מצאו ביטוי לאימפדנס Z שרואה המקור בשני החיבורים הנ"ל.
  4. על פי הנוסחאות שקבלתם בסעיף הקודם, רשמו ביטוי ממנו ניתן לחשב את M, בהנחה שידועים זרמים ומתחים במעגל, תדר-המקור והשראויות עצמיות.


1.5 מעגל תהודה טורי

איור 3: מעגל תהודה טורי
  1. מיצאו ביטוי לפונקצית התמסורת: H(jw)=VC/E, של מעגל-התהודה הטורי שבאיור 3. שימו לב שלמושגים תהודה ותדר-תהודה ישנם מספר משמעויות. בניתוח מעגלים מסדר-שני הוגדר תדר תהודה ע"י [math]\omega_0=\frac{1}{\sqrt{LC}}[/math]. כאן נגדיר תדר-תהודה כתדירות שבה תמסורת האמפליטודה מקבלת את ערכה המירבי.
  2. מיצאו ביטוי לתדר-התהודה, לתמסורת המקסימאלית ולרוחב-הסרט של המעגל. פשטו את הביטויים שקיבלתם כאשר 1 << Q.
  3. ציירו את (H(jw עבור הערכים הבאים של רכיבי המעגל:
    • C=5nF, L=0.15H, RL=225Ω, R=150Ω.
      הערה: הנגד R הוסף למעגל כדי להקטין את גורם-הטיב של המעגל.
  4. הרכיבו מעגל-תהודה טורי בתוכנת ההדמיה ORCAD. חיזרו על הסעיפים הקודמים בסימולציית SPICE, כאשר יש להשתמש בפרמטרים של הסעיף הקודם, לבצע את המדידות המפורטות בסעיף 2 ולשרטט את פונקציית התמסורת כפי שמוגדרת בסעיף 1.


1.6 מעגלי תהודה מצומדים

איור 4: מעגלי תהודה מצומדים

באיור 4 נראים שני מעגלי-תהודה מצומדים. בד"כ, המעגלים מכוונים כך שתדרי-התהודה בראשוני ובמשני, שווים: [math]\omega_0=\frac{1}{\sqrt{L_1 C_1}}=\frac{1}{\sqrt{L_2 C_2}}[/math].

  1. רשמו ביטוי לפונקצית התמסורת H(jw)=VC/E של המעגל, ומיצאו ממנו את H(jω0).
  2. מיצאו את גורם-הצימוד הקריטי, Kcrit, ואת H(jω0) כאשר K=Kcrit וידוע:
    • R1 = R2.
    • C1 = C2.
    • L1 = L2.
  3. חשבו וציירו את H(jω) עבור הרכיבים הבאים:
    • L1 = L2 = 0.15H.
    • RL1 = RL2 = 225Ω.
    • R1 = R2 = 150Ω.
    • C1 = C2 = 5nF.
    • ועבור K < Kcrit.
  4. כיצד ישתנו העקומות שבסעיף 3 אם יחול שינוי בגדלים הבאים:
    • הקטנת המקדם השראות-הדדית.
    • הגדלת הקבלים.


2 ספרות

[1][2][3][4]

  1. P.R. Clement and W.C.Johnson, Electrical Engineering Science, McGraw Hill, 1960, SN:001331452
  2. E. Brenner and M. Javid, Analysis of Electric Circuits, McGraw Hill, 1967, SN:001070626
  3. Smith R.J., Circuits, Devices and Systems, John Wiley, 1976, SN:001260536
  4. A. E. Fitzgerald and D. E. Higginbotham,Basic Electrical Engineering, McGraw Hill, 1975, SN:000061460