1. Исследовать переходные процессы в цепях RC, RL, RLC.

Цель работы:

1. Исследовать переходные процессы в цепях RC, RL, RLC.

2. Выяснить влияние величины активного сопротивления цепи на длительность переходного процесса и форму кривых тока.

3. Сравнить опытные и расчетные характеристики переходных процессов, найденные по параметрам электрической цепи и по осциллограммам.

1 Переходные процессы в линейных электрических цепях постоянного тока

1.1 Исследование переходного процесса в цепи RC.

Собирается схема в соответствии с рисунком 1.1.

Рисунок 1.1 – Схема электрическая

Снимается осциллограмма напряжения U_C(t) переходного процесса, подсоединив осциллограф к гнездам конденсатора С=0,01 мкФ. Снимается осциллограмма переходного тока i_C(t), подсоединив осциллограф к гнездам переменного резистора R=100 кОм. Осцилограммы U_C(t), i_C(t) изображается на одном рисунке в приложении А. Снимается осциллограммы U_C(t), i_C(t) при сопротивлениях R=45 кОм, R=50 кОм и R=60 кОм.

1.2 Исследование переходного процесса в цепи RL.

На схеме, в соответствии с рисунком 1.1, кнопки LC, RC устанавливается в положение LC, кнопки R,C в положение R. Подсоединяя осцилографф к гнездам переменного резистора снимаются осцилограммы напряжения U_L(t), при двух значениях сопротивлений. При тех же значениях сопротивлений снимаются осциллограммы переходного тока i_L(t).

Осцилограммы U_L(t) и i_L(t) при одинаковых сопротивлениях изображаются на одном рисунке, приведенный в приложении Б.

1.3 Исследование переходного процесса в цепи RLС.

Подсоединив осциллограф к гнездам катушки индуктивности и изменяя значение сопротивления с помощью переменного резистора устанавливается апериодический переходный процесс. Снимается осцилограммы тока и напряжения на индуктивности в одном и том же масштабе и на одном рисунке, приведены в приложении В.

Уменьшая сопротивление цепи устанавливается значения переходного процесса. Снимаются осциллограммы тока и напряжения, приведены в приложении В. Далее уменьшая сопротивление цепи получаем колебательный процесс. Осциллограммы тока i(t) и напряжения U(t) на катушке индуктивности в одном масштабе времени приведены в приложении В.

2 Обработка данных

2.1 Обработка данных цепи RC.

По осциллограммам напряжения графическим способом определяется постоянная времени t переходного процесса, по формуле (2.1):

t=RC, (2.1)

где R - сопротивление цепи, Ом;

С – емкость конденсатора, Ф.

t₁=9 0,025 10^-3=0,225 10^-3 сек (при R=45 кОм);

t₂=13 0,025 10^-3=0,325 10^-3 сек (при R=50 кОм);

t₃=26 0,025 10^-3=0,65 10^-3 сек (при R=60 кОм).

Расчитывается теоретические значение t при С=0,01 мкФ.

t₁=45 10³ 0,01 10^-6=0,45 10^-3сек (при R=45 кОм);

t₂=50 10³ 0,01 10^-6=0,5 10^-3сек (при R=50 кОм);

t₃=60 10³ 0,01 10^-6=0,6 10^-3сек (при R=60 кОм).

2.2Обработка данных цепи RL.

По осциллограммам определяется постоянная времени t переходного процесса.

t₁=10 0,025 10^-3=0,25 10^-3 сек (при R=300 Ом);

t₂=4 0,025 10^-3=0,1 10^-3 сек (при R=700 Ом);

По формуле (2.2) выполняется теоретическое значение простоянной времени t при L=66 мГн.

t= (2.2)

где L – индуктивность, Гн;

R – сопротивление, Ом.

t₁= сек (при R=300 Ом);

t₂= сек (при R=50 кОм).

2.2 Обработка данных цепи RLС.

По формуле (2.3) вычисляется критическое сопротивление R_кр.

R_кр=2 (2.3)

где L – индуктивность, (Гн);

С – емкость,Ф.

R_кр= Ом=5,1389 кОм.

По формуле (2.4) вычисляется значение коэффициента затухания δ.

δ=

Определяется угловая частота свободных колебаний ω_св по формуле (2.5).

ω_св= (2.5)

где δ – коэффициент затухания,

ω₀ - резонансная частота контура.

(2.6)

;

.

Дата добавления: 2015-09-30