Методические указания по организации самостоятельной работы студентов

Во время подготовки к лабораторной работе необходимо обработать теоретический материал из разделов «Частотные свойства цепей переменного тока» и «Резонансные явления в линейных электрических цепей переменного тока». Ознакомиться с содержанием лабораторной работы и подготовить бланк отчета.

В работе исследуются пассивные элементы (резистор, катушка индуктивности, конденсатор), которые последовательно включены в цепь переменного тока (рис. 3.1). Катушка индуктивности изображена в виде последовательно соединенных резисторов R_K и индуктивности L (на рис. 3.1 обведена пунктиром).

Рисунок 3.1 – Последовательный RLC – контур

Основные параметры последовательного RLC – контура определяются следующим образом:

– полное комплексное сопротивление

, (3.1)

– модуль комплексного сопротивления

, (3.2)

– модуль действующего значения тока при заданном напряжении

, (3.3)

– угол сдвига фаз между током и напряжением

. (3.4)

Функции , являются частотными характеристиками (ЧХ) реактивных элементов (рис. 3.2).

Рисунок 3.2 – Частотные характеристики реактивной составляющей сопротивления RLC – контура

Функции , , называются амплитудно-частотными характеристиками (АЧХ) RLC – контура. В работе исследуется АЧХ и АЧХ , , которые описываются следующим образом

, (3.5)

. (3.6)

Функция (3.4) является фазочастотной характеристикой (ФЧХ) RLC – контура. Графики АЧХ и ФЧХ последовательного RLC – контура приведены на рис. 3.3.

В цепи с разнородными реактивными элементами возможно явление резонанса напряжений или токов. В последовательном RLC – контуре возникает резонанс напряжений при условии равенства нулю реактивной составляющей полного сопротивления цепи (3.1), тоесть , откуда резонансная круговая частота определяется следующим образом

, (3.7)

или

. (3.8)

В режиме резонанса напряжений полное сопротивление цепи минимально и равно его активной составляющей, то есть , тогда угол сдвига фаз равен нулю. В этих условиях ток в цепи (3.3) достигает максимального значения (см. рис. 3.3).

При резонансе напряжения на индуктивном (3.5) и емкостной (3.6) элементах равны по значению (см. рис. 3.3), но противоположные по фазе, поэтому они компенсируют друг друга.

При резонансе напряжений происходит «переворот фаз»
(см. рис. 3.3), поскольку при частоте ниже резонансной цепь имеет емкостный характер (), при частоте выше резонансной – индуктивный характер ().

При резонансе RLC – контур характеризуется дополнительными параметрами:

– характеристическим (волновым) сопротивлением контура

, (3.9)

– добротностью

. (3.10)

Когда , то напряжения на реактивных элементах для частот, близких к резонансной, превышают входное напряжение.

Рисунок 3.3 – АЧХ и ФЧХ последовательного RLC – контура: непрерывные кривые – при , пунктирные кривые – при

Исследование последовательного RLC – контура (рис. 3.1) проводится бригадами по вариантам. Варианты параметров реактивных элементов и входного сигнала приведены в табл. 3.1.

Таблица 3.1 – Варианты заданий

Вар.	L, мГн	RK, Ом	C, мкФ	Е, В
		31,7
		33,8
		42,2
		45,6
		53,9
		65,5
		31,7
		33,8
		42,2
		45,6

В лабораторной работе используется источник переменного напряжения. Для измерений напряжений на реактивных элементах используются вольтметры переменного тока; для измерения тока – амперметр переменного тока; для измерения угла сдвига фаз – графостроитель (Body Plotter).

3.3 Порядок выполнения работы и методические указания по ее выполнению

Лабораторная работа включает экспериментальное и6сследование частотных характеристик RLC – контура, теоретические расчеты параметров цепи при резонансе напряжений и сравнительный анализ частотных характеристик при различных значениях активного сопротивления цепи.

Все экспериментальные исследования проводятся при одинаковой величине входного сигнала (по варианту табл. 3.1) на разных частотах.

3.3.1 Экспериментальные исследования

Исследуемая электрическая цепь переменного тока состоит из последовательно соединенных источника синусоидального сигнала, амперметра, последовательной RLC – участка цепи (рис. 3.4).

Задачей эксперимента является измерение падения напряжений на реактивных элементах цепи, угла сдвига фаз между током и напряжением в цепи, тока в цепи при различных значениях частоты входного сигнала.

Измерение угла сдвига фаз производится при подаче на клеммы графостроителя сигналов с выхода источника переменного тока и сигнальной напряжения. Начальная установка параметров для измерения угла сдвига фаз с помощью графостроителя осуществляется следующим образом.

Рисунок 3.4 – Экспериментальная схема для исследования частотных характеристик RLC – контура

Открыть окно графостроителя, нажав на нем левую кнопку мышки два раза. Нажать кнопку PHASE. По шкале X (HORIZONTAL) установить максимальное (F) и минимальное (I) значение частоты (3 кГц и 50 Гц). По шкале Y (VERTICAL) установить максимальное (F) и минимальное (I) значения измеряемой фазы (90º и -90º).

Нажать кнопку включения источника. На экране графостроителя появится значение частоты и фазы согласно положению маркеров. Установить фазу -75º и измерить значение частоты. Выключить питание схемы и установить это значение частоты на источнике питания. Включить снова питание схемы и записать в табл. 3.2 значения I, UL, UC для этого значения фазы.

Установить с помощью маркера (грубо) и кнопок и (точно) новое значение фазы (-60º). Записать значение частоты в табл. 3.2 и выключив электрическую цепь, установить это значение на источнике питания. Включить цепь и записать значение I, UL, UC в табл. 3.2.

Таким образом, повторяем эти действия до полного заполнения табл.3.2.

1) Исследовать частотные характеристики RLC – контура. Создать схему (см.рис. 3.4), установив R = 10 Ом. После проверки схемы преподавателем установить величину ЭДС входного сигнала по варианту (табл. 3.1). Изменять фазу, пока она не будет равна около –60º. Записать значение f, I, U_L, U_C согласно табл. 3.2.

Таблица 3.2 – Результаты измерений

j, град	f, Гц	I, мA	UL, B	UC, B
-75
-60
-45
-30
-15

Повторить изменения фазы согласно табл. 3.2 к 75º.

Изменить значение R с 10 Ом на 100 Ом. Повторить эксперимент для нового значения R и заполнить новую таблицу по форме табл. 3.2.

Еще раз изменить R на 500 Ом и повторить эксперимент для нового значения R, заполнить третью таблицу по форме табл. 3.2.

2) Построить АЧХ и ФЧХ исследуемого RLC – контура для трех различных значений R.

3.3.2 Теоретические расчеты

1) рассчитать резонансную частоту последовательного RLC – контура (3.8) по данным варианта (табл. 3.1);

2) рассчитать характеристическое сопротивление контура , активное сопротивление контура и добротность для
R=10 Ом и R=500 Ом;

3) рассчитать значение тока при резонансе для R=10 Ом та
R=500 Ом;

4) рассчитать значения напряжений на реактивных элементах при резонансе и для R=10 Ом и R=500 Ом.

3.3.3 Сравнительный анализ результатов

1) сравнить характер АЧХ тока в последовательном RLC – контуре при R=10 Ом и R=500 Ом. Объяснить влияние величины активного сопротивления на форму АЧХ;

2) сравнить характер АЧХ напряжений на реактивных элементах в последовательном RLC – контуре при R=10 Ом и R=500 Ом. Объяснить влияние величины активного сопротивления на форму АЧХ;

3) сравнить ФЧХ последовательного RLC – контура при R=10 Ом и

R=500 Ом. Объяснить влияние величины активного сопротивления на форму ФЧХ;

4) сравнить значение резонансной частоты, полученной экспериментально (п. 3.3.1, 1) и рассчитанной по п. 3.3.2, 1. Объяснить причину расхождения результатов;

5) сравнить значение тока при резонансе, полученные экспериментально и рассчитанные по п. 3.3.2, 3;

6) сравнить значения напряжений на реактивных элементах при резонансе, полученные экспериментально и рассчитанные по п. 3.3.2, 4.

3.4 Содержание отчета

Отчет должен содержать:

– название работы;

– цель работы;

– схему электрическую принципиальную изучаемой цепи;

– данные варианта параметров исследуемой цепи табл. 3.1;

– результаты экспериментальных исследований по п. 3.3.1;

– АЧХ и ФЧХ по п. 3.3.1;

– данные теоретических расчетов по п. 3.3.2;

– выводы по п. 3.3.3.

3.5 Контрольные вопросы и задания

1 В какой цепи может возникнуть резонанс?

2 Какое условие возникновения резонанса напряжений?

3 Какое условие возникновения резонанса токов?

4 Как определяется резонансная частота?

5 Какими параметрами определяется резонансная частота?

6 Что такое характеристическое сопротивление контура?

7 Что такое добротность контура?

8 Назовите экспериментальные признаки резонансного режима в контуре.

4 ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХФАЗНОЙ ЦЕПИ ПРИ СОЕДИНЕНИИ ПРИЕМНИКОВ ЭНЕРГИИ ЗВЕЗДОЙ И ТРИУГОЛЬНИКОМ

4.1 Цель работы

Целью работы является исследование трехфазной цепи, подключенной к симметричной трехфазной системе ЭДС. Исследуется влияние сопротивления нейтрального провода при симметричной и несимметричной цепи, а также режим обрыва и короткого замыкания в одной из фаз трехфазной цепи.

4.2 Методические указания по организации самостоятельной работы студентов

При подготовке к выполнению лабораторной работы необходимо ознакомится с теоретическим материалом раздела «трехфазные цепи», содержанием лабораторной работы и подготовить бланк отчета.

В работе исследуются различные режимы работы трехфазной цепи при двух разновидностях соединения нагрузки – звездой и треугольником (рис. 4.1 и рис.4.2).

Рисунок 4.1 – Соединение приемника звездой

Рисунок 4.2 – Соединение приемника треугольником

За условные положительные направления токов в линейных проводах принимают направления от источников к приемнику, а в нейтральном (нулевом) проводе – от приемника к источнику (см. рис. 4.1). Токи в фазах источника и приемника называются фазными, а токи в линейных проводах – линейными.

В линейном проводе и в последовательно соединенных с ним обмотках источника и приемника (рис. 4.1) протекает один и тот же ток, т.е. для данного соединения приемника линейный ток равен соответствующему фазному току

(4.1)

В соответствии с выбранным условным положительным направлением фазных и линейных напряжений (рис 4.1):

(4.2)

Данные уравнения позволяют определять линейные напряжения приемника по известным фазным напряжениям.

При соединении приемника треугольником видно, что фазные и линейные напряжения совпадают (рис. 4.2)

(4.3)

а фазные и линейные токи не равны между собой.

Линейные токи определяют по фазным токам из уравнений, составленных по первому закону Кирхгофа для узлов a,b,c:

(4.4)

Из уравнений (4.4) следует, что любой из линейных токов равен геометрической разности соответствующих векторов токов тех двух фаз приемника, которые соединяются с данным линейным проводом.

Трехфазная цепь может работать в двух режимах: симметричном и не симметричном.

4.2.1 Симметричный режим

Рассмотрим симметричный режим трехфазной цепи при соединении приемника звездой (рис. 4.1). Сопротивлением фазных обмоток генератора и соединительных проводов пренебрегаем. В этом случае фазные ЭДС равны фазным напряжениям:

(4.5)

Комплексы полных сопротивлений всех трех фаз одинаковы:

.

При симметричном режиме нейтральные точки генератора и нагрузки (N, n) имеют один и тот же потенциал и согласно методу двух узлов:

(4.6)

где:

Так как

.

Следовательно, фазные напряжения приемника будут равны фазным напряжениям источника:

а токи в каждой фазе приемника равны

(4.7)

И ток в нейтральном проводе

Из схемы (рис 4.1) видно, что при соединении фаз приемника звездой, фазные и линейные токи равны между собой.

При симметричной нагрузке токи в фазах согласно (4.5) и (4.7) равны по величине и сдвинуты по фазе на 120, а их сумма равна нулю. Следовательно, равен нулю и ток нейтрального провода I_N. Отсюда можно сделать вывод, что при симметричной нагрузке достаточно проводить расчет только для одной фазы и для подключения приемника нет необходимости использовать нейтральный провод.

Векторная диаграмма напряжений и токов для данной трехфазной цепи изображена на рис 4.3.

Рисунок 4.3 – Векторная Рисунок 4.4 – Векторная
диаграмма напряжений и токов диаграмма фазных и линейных

напряжений источника

На рис 4.4 в соответствии с (4.2) построена векторная диаграмма фазных и линейных напряжений источника при соединении его фаз звездой.

Соотношения между среднеквадратическими значениями фазных и линейных напряжений:

где U_A – модуль фазного напряжения;

U_AB – модуль линейного напряжения.

Следовательно, в симметричной системе напряжений при соединении в звезду:

(4.8)

Рассмотрим симметричный режим трехфазной цепи при соединении приемника треугольником (рис 4.2).

Из схемы видно, что при нулевых сопротивлениях линейных проводов, фазные напряжения приемника равны соответствующим линейным напряжениям источника

При заданных сопротивлениях приемника фазные токи равны:

(4.9)

Тогда в соответствии с (4.4) линейные токи равны:

Векторная диаграмма напряжений и токов при симметричной нагрузке, соединенной треугольником, изображена на рис 4.5

Рисунок 4.5 – Векторная диаграмма напряжений и токов
при симметричной нагрузке

При этом легко получить, что

(4.10)

Это соотношение справедливо только для симметричной нагрузки и в этом случае расчет токов можно производить только для одной фазы.

4.2.2 Несимметричный режим

Трехфазная цепь несимметрична, если комплексные сопротивления ее фаз не одинаковы.

Рассмотрим расчет несимметричной трехфазной цепи при соединении источника и приемника звездой с нейтральный проводом, сопротивление которого Z _n, и пренебрегая сопротивлением линейных проводов и фаз источников.

Напряжение между нейтральными точками n и N (U_nN) согласно методу двух узлов равно

(4.11)

где – комплексы полных проводимостей соответствующих ветвей.

Напряжения на фазах приемника

(4.12)

Зная фазные напряжения приемника, можно определить фазные токи:

(4.13)

Ток в нейтральном проводе

Рассмотренный порядок расчета пригоден и для случая отсутствия нулевого провода.

На рис 4.6 показана векторная диаграмма напряжений для данной цепи.

Рисунок 4.6 – Векторная диаграмма напряжений

При наличии сопротивления в нулевом проводе () нейтральная точка приемника на топографической диаграмме не совпадает с нейтральной точкой приемника, поэтому напряжение U_n называют напряжением смещения нейтрали. Вследствии смещения нейтрали напряжения на фазах приемника оказываются неодинаковыми, несмотря на симметрию фазных напряжений источника.

В случае соединения несимметричной нагрузки треугольником фазные токи распределяются как

(4.14)

Важной особенностью соединения фаз треугольником является то, что при изменении сопротивления одной из фаз режим работы других фаз остается неизменным, т.к. линейные напряжения генератора являются постоянными (буде изменяться только ток данной фазы и линейные токи в проводах линии, соединенных с этой фазой).

Исследование трехфазной цепи при соединении приемников энергии звездой и треугольником проводится бригадами в соответствии с вариантами параметров элементов цепи (табл. 4.1).

Таблица 4.1 — Варианты параметров

Вариант	Е1-Е2-Е3,В	R1-R2-R3,Ом	C,мкФ
	17,3
	17,3

4.3 Порядок выполнения работы и методические указания по ее выполнению

4.3.1 Экспериментальные исследования

Собрать электрическую цепь, схема которой представлена на рис 4.7 с параметрами элементов, указанных в таблице 4.1.

Рисунок 4.7 –Экспериментальная схема для исследования трехфазной цепи при соединении приемников энергии звездой

После проверки преподавателем исследования проводить в порядке, указанном в табл. 4.2.

Таблица 4.2 – Экспериментальные данные измерения напряжений и токов

№

Характер нагрузки (замкнутый ключ)

Uab

Ubc

Uca

Ua

Ub

Uc

Un

Ia

Ib

Ic

In

Симметричная без нейтрального провода (К1,K2)

Симметричная с нейтральным проводом (К1,К2,Kn)

Несимметричная с нейтральным проводом (K1,K3,Kn)

Несимметричная без нейтрального провода (K1,K3)

Обрыв линейного провода без нейтрального провода (K2)

Короткое замыкание фазы без нейтрального провода (K1,K2,K4)

Собрать схему рис 4.8 (соединение приемника треугольником) и после проверки преподавателем исследования проводить в порядке, указанном в таблице 4.3

Рис. 4.8 – Экспериментальная схема для исследования трехфазной цепи при соединении приемников энергии треугольником

Таблица 4.3 — Экспериментальные данные измерения напряжений и токов

№	Характер нагрузки (замкнутый ключ)	UAB	UBC	UCA	IA	IB	IC	Iab	Iba	Ica
	Симметричная (К1,K4)
	Несимметричная (K1,K3,K4)
	Обрыв линейного провода (K4)
	Короткое замыкание фазы (K1,K2,K4)
	Обрыв фазы (К1)

4.3.2 По результатам таблицы 4.2 и 4.3 для случаев, указанных преподавателем, построить векторные диаграммы напряжений и токов.

4.3.3 Для случая соединения приемников звездой, зная параметры нагрузки и значения линейных напряжений, для случая 3 (табл. 4.2) рассчитать ток нулевого провода и линейные токи.

4.3.4 Для случая соединения приемника треугольником, зная параметры нагрузки и значения фазных токов, для случая 2 (табл. 4.3) рассчитать линейные токи.

4.4 Содержание отчета

Отчет должен содержать:

– название работы;

– цель работы;

– данные варианта задания;

– схемы электрические принципиальные исследуемых цепей;

– векторные диаграммы;

– результаты расчетов;

– выводы.

4.5 Контрольные вопросы и задания

1. Сформулируйте условия симметрии трехфазной цепи.

2. Сформулируйте условия симметрии трехфазной системы напряжений (токов) приемника.

3. Как изменится активная мощность симметричного трехфазного приемника, если приемник переключить с треугольника на звезду?

4. В симметричной трехфазной цепи при соединении звездой без нейтрального провода, линейные токи по 10 А. Чему равны линейные токи при коротком замыкании и обрыве первой фазы?

5. В симметричной трехфазной цепи при соединении треугольником, линейные токи одинаковы и равны 17,3 А. Чему равны линейные токи в случае обрыва первой фазы и в случае обрыва первого линейного провода?

6. Как определить порядок следования фаз в трехфазной цепи?

7. Почему в нейтральном проводе не ставят предохранитель?

8. В каком случае фазное напряжение приемника, соединенного звездой, может превысить фазное напряжение генератора?

5 ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА ПРИ ВКЛЮЧЕНИИ RC – И RLC – ЦЕПЕЙ НА ПОСТОЯННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ

5.1 Цель работы

Целью работы является теоретическое и экспериментальное исследование переходных процессов при подключении электрических цепей первого и второго порядка к источнику постоянного напряжения. Сравнение результатов теоретического и экспериментального исследования.

5.2 Методические указания по организации самостоятельной работы студентов

При подготовке к лабораторной работе необходимо проработать теоретический материал из раздела «Переходные процессы в линейных электрических цепях». Ознакомиться с содержанием лабораторной работы и подготовить бланк отчета.

В работе исследуется переходный процесс при подключении цепи первого порядка (последовательная – цепь) к источнику постоянного напряжения (рис. 5.1).

Рисунок 5.1 – Подключение – цепи к источнику постоянного питания

Переходный процесс в такой цепи после коммутации описывается дифференциальным уравнением первого порядка по второму закону Кирхгофа

. (5.1)

Переходный процесс в последовательной – цепи зависит от параметров элементов цепи, которые определяют постоянную времени данной цепи

. (5.2)

Напряжение на конденсаторе в переходном режиме определяется как:

, (5.3)

а ток в цепи

. (5.4)

В момент коммутации ток изменяется скачком от 0 до , а напряжение увеличивается от 0 до постепенно.

Таким образом, переходный процесс в – цепи имеет апериодический характер.

В работе исследуется переходный процесс при подключении цепи второго порядка (последовательная – цепь) к источнику постоянного напряжения (рис. 5.2).

Рисунок 5.2 – Подключение – цепи к источнику

постоянного напряжения

Переходный процесс в такой цепи после коммутации описывается

уравнением, составленым по второму закону Кирхгофа

,

откуда получаем дифференциальное уравнение второго порядка

. (5.5)

Для решения (5.5) составим характеристическое уравнение, корни которого и определяются как

, (5.6)

где характеризует затухание колебаний в последовательной – цепи

, (5.7)

а – собственно резонансная угловая частота незатухающих колебаний в этой цепи

. (5.8)

В зависимости от вида корней и различают три различных режима переходного процесса в – цепи: апериодический, критический или предельно апериодический и колебательный. Предел перехода от апериодического процесса к колебательному (критический или предельно апериодический режим) определяется величиной активного сопротивления цепи, когда корни (5.6) одинаковы

,

откуда величина критического сопротивления данной цепи определяется

. (5.9)

Если активное сопротивление , то в цепи возникает апериодический переходный процесс. Напряжение на конденсаторе в переходном режиме определяется следующим образом

, (5.10)

а ток в цепи

. (5.11)

При активном сопротивлении у цепи возникает колебательный переходный процесс. В этом случае корни и будут комплексно сопряженные

,

где – угловая частота свободных колебаний в цепи, которая определяется как

. (5.12)

Напряжение на конденсаторе при колебательном переходном режиме в – цепи определяется как

, (5.13)

где , (5.14)

а ток в цепи определяется как

. (5.15)

Исследование электрических цепей (см.рис. 5.1, 5.2) проводится бригадами по вариантам. Варианты параметров элементов и параметров входного сигнала приведены в табл. 5.1.

Для исследования переходного процесса с помощью осциллографа необходимо в качестве источника напряжения использовать генератор прямоугольных импульсов, равноценно многократному подключению и отключению изучаемой цепи. Это в свою очередь нужно для исследования переходного процесса с помощью осциллографа. В работе напряжение импульсов изменяется от 0 до 10В, а частота составляет 50Гц. Соответственно длительность периода импульсного напряжения составляет 20мс, а длительность положительного или отрицательного импульса – 10мс.

Таблица 5.1 – Варианты заданий

Бригада	Вариант	R, Ом	L, мГн	RL, Ом	C, мкФ	tр, мс
					2,22
					2,35
					2,50
					2,67
					2,75
					2,94
					3,12
					3,33
					2,5
					2,65

5.3 Порядок выполнения работы и методические указания относительно ее выполнения

Лабораторная работа включает: экспериментальные исследования (рис. 5.4, 5.7), обработку результатов эксперимента, теоретические расчеты значений функций , для заданного по варианту момента времени переходного процесса, сравнительный анализ экспериментальных и теоретических результатов.

5.3.1 Экспериментальные исследования

Задачей эксперимента является регистрация осциллограмм входного напряжения , переходных функций тока в цепи и напряжения на конденсаторе при различных переходных режимах в цепи первого и второго порядка. Эксперимент проводится трижды, соответственно регистрируются осциллограммы , , , при исследовании переходного процесса в – цепи и исследованиях переходных процессов в – цепи в апериодическом и колебательном режимах. Осциллограммы , и , должны быть совмещены во времени. На всех рисунках нужно указать те значения величин, которые были использованы в опыте.

5.3.1.1 Исследования переходного процесса в – цепи

Собрать цепь, схема которой приведена на рис. 5.4. Установить значение R и C, а также параметры источника напряжения.

Рисунок 5.4 – Исследование переходного процесса в – цепи

для построения графика

Рисунок 5.5 – Исследование переходного процесса в – цепи

для построения графика

Для регистрации переходных функции и в исследуемой цепи установить такие параметры развертки на осциллографе: по оси Х – 1 мс/клет., по оси Y – 5 В/клет. Включить цепь и зарисовать осциллограмму одного импульса входного напряжения и .

Изменить схему, как это показано на рис. 5.5, включить цепь и зарисовать осциллограмму одного импульса входного напряжения и .

Учитывая, что на резистивном элементе ток и напряжение имеют одинаковую форму и совпадают по фазе, полученная осциллограмма является фактической осциллограммой тока в цепи в соответствующем масштабе.

5.3.1.2 Исследования переходного процесса в – цепи. Построить цепь, схема которого приведена на рис. 5.6. Установить значение R, C и L, а также параметры источника напряжения.

Для исследования апериодического переходного процесса изменить величину , де рассчитать за (5.9).

Подключить первый канал осциллографа к входному напряжению, а второй – к конденсатору и отразить осциллограммы и .

Рисунок 5.6 – Схема исследования переходного процесса в – цепи
для построения графика

Изменить схему согласно рис. 5.7. Включить цепь и отобразить осциллограмму одного импульса входного напряжения и . Обратить внимание на различие полученных осциллограмм и аналогичных осциллограмм при исследовании – цепи.

Рисунок 5.7 – Схема исследования переходного процесса в – цепи

для построения графика

Снова вернуться к схеме (рис. 5.6) и наблюдать изменение характера переходного процесса от апериодического к колебательному, постепенно уменьшая величину до . При достижении величины зарисовать осциллограммы и , отобразить осциллограмму .

5.3.2 Обработка результатов эксперимента

На каждом из рисунков указать момент времени от начала переходного процесса, заданный по варианту (5.1). Определить на всех осциллограммах значение , , и записать их в графу «Опыт» табл.5.2. Величину тока по осциллограмме определить, учитывая, что максимальный ток определяется как .

5.3.3 Теоретические расчеты значений переходных функций

Теоретические расчеты значений функций , , проводятся для того же значения , что и в п. 5.3.2. Привести развернутую запись расчетов по формулам (5.3-5.15), а окончательные результаты занести в графу «Теоретический расчет» табл. 5.2.

Таблица 5.2 – Результаты расчетов

Результаты	RC – цепь	RLC – цепь
апериодический	колебательный
Опыт
Теоретический расчет	(5.3)	(5.4)	(5.10)	(5.11)	(5.13)	(5.15)

5.3.4 Сравнительный анализ результатов

Сравнить результаты графического и аналитического определения значений функций , для всех опытов. Сделать выводы.

5.4 Содержание отчета

Отчет должен содержать:

– название работы;

– цель работы;

– данные варианта задания;

– схемы электрические принципиальные исследуемых цепей;

– осциллограммы;

– результаты расчетов (табл. 5.2);

– выводы.

5.5 Контрольные вопросы и задания

1 В каком случае в электрической цепи возникает переходный процесс?

2 Сформулируйте законы коммутации.

3 Что такое постоянная времени переходного процесса?

4 В чем отличия переходного процесса в цепях первого и второго порядка?

5 При каких условиях возможен колебательный переходный процесс?

6 Какой порядок анализа переходных процессов классическим методом?

7 Как проявляются переходные процессы в электронной технике?

Дата добавления: 2015-11-14