Министерство образования Российской Федерации.

Московский государственный институт электроники и математики

(технический университет)

Кафедра Электроники и Электротехники

Лабораторная работа № 11

«Переходные процессы в цепях с конденсаторами, резисторами, катушками индуктивности и источником напряжения»

Выполнила бригада №1:

Оськин М.П.

Руководитель:

Орехов Е.В.

Москва 2010

Вариант

№ бригады	U	К1	К2	К3	Вариант схемы на рис. 17
1	4.4	9/40	27/40	16/40	a

Подготовка к работе

1. Изучить классический метод расчета переходных процессов.

2. Для схемы, вычислить:

а) постоянную времени , чтобы ; K₁ = , t_U = 4.4

e = 0; UC (0-)= 0; UC (0+)=UC (0-)= 0; e = E; E = UC + iR2; i =iC = C1; E = UC + R2C1; e = E; Uпр = E – принужденная составляющая; Однородное дифференциальное уравнение: 8)

б) постоянную времени , чтобы

3. Используя результаты пункта 2, нарисовать на одном графике качественно кривые U₂(t) для данной схемы при двух значениях постоянной времени и , если ЭДС источника e(t) является импульсом напряжения прямоугольной формы.

4. Привести выражение для определения сопротивления R₁ в данной схеме, считая известными значения R₂ и K₂.

5. Качественно начертить график изменения U₂(t) в предыдущей схеме.

6. Рассчитать сопротивление катушки индуктивности R_K в данной схеме

R3 = 400 Oм; Уберем LKRK: разорвем цепь:

7. Качественно начертить график изменения напряжения U_K(t) в предыдущей схеме.

7. Начертить новую схему, получив ее из предыдущей схемы, подключив R₄ = 200 Ом, так чтобы начальное значение напряжения U_K(0) уменьшилось в 3 раза по сравнению со значением U_1K(0).

   = 3; i = ; U1k(0) = i*R4 = ; = = 3; 3R4 = R3+R4; 2R4 = R3; R4 = 200 Oм

8. Записать выражение для U₄(t) а сопротивлении R₄ в схеме, полученной в 8-ом пункте.

= i(0)* R4 = ; (*) i3пр = ; Uаб = E – i3R3 = E - ; Uаб = Uпр; Uсв = Ae-t/τ; U4(t) = Uсв + Uпр;

U₄ = Ae^-t/τ + E - ;

= E - + A = ; (из *)

A = + - E;

Z_вτ = + R₃ - вх. сопр. цепи;

Z_вг = + R₃ = ; (j → p)

(pL+R_k) R₄ + R₃R₄ + R_kR₃ + R₃pL = 0;

p(LR₄ + LR₃) = - (R₃ R₄ + R₃R_k + R_kR₄);

p = - = -;

τ = ;

= E(1-) + (-E + + )*e^-t/τ

7. Записать через параметры схемы выражения токов i_k(t), i_2k(t) и напряжения U(t).

Выполнение

12. Подать напряжение с выхода генератора прямоугольных импульсов на осциллограф и получить на экране одиночный импульс высотой 40мм и шириной от 30 до 50мм.

13. Собрать цепь по схеме №14 и подать на вход осциллографа напряжение U₂(t). Экспериментально подобрать такую емкость C₁ , при которой значения напряжения на резисторе R₂ в моменты подачи импульса U₂(0) и окончания U₂(-t_k) будут отличаться в K₁ раз (K₁ = 9/40). Записать значение C₁, установить величину R_2, используя τ_a и C₁. (τ_a = 1, 47мс)

C₁ = 0. 1 мкФ

R=

14. Рассчитать при каком значении емкости C₁ в схеме №14 выполняется условие: U₂(-t_k)/ U₂(0) = 0,02. При расчете воспользоваться значением τ_b (τ_b = 0, 56мс) и R₂ (R₂ = 11400 Ом). Установить переключателем переменной емкости C₁ значение наиболее близкое к рассчитанному. Снять осциллограмму.

С₁ =

Устанавливаем С₁ = 0.1 мкФ

15. Для схемы № 15 рассчитать величину сопротивления R₁ по выражению, полученному в п. 4 подготовки к работе. Величины R₂ и C₁ взять такими же как и в схеме №14.( K₂ = 27/40)

R₁=

16. Собрать цепь по схеме №15. R₁ = 5488 (Ом).

17. Собрать цепь по схеме №16. Экспериментально подобрать такую катушку индуктивности, чтобы K₃ = .( K₃ = 16/40).

L = 0.16 Гн

18. Рассчитать для схемы №16 значение постоянной времени:

τ =

19. Собрать цепь по схеме полученной в п. 8 подготовки к работе и снять осцилогр. Uk(t)

20. Рассчитать напряжение U_k(t) по выражению полученному в п. 9 подготовки к работе.

U_R4 =

p =

U_R4 (0) = 1,333(B)

U_R4 (t_U) = U_R4 (0,0023) = 0,8902(B)

п. 2		п. 6	п. 13		п. 14		п. 15	п. 16	п. 18
τ a, мс	τ a, мс	Rk, Ом	C1, мкФ	R2, Ом	C1 расчет, мкФ	C1 экспер, мкФ	R1, Ом	Lk, мГн	τ, мс
1,47	0,56	266,7	0,1	11400	0,49	0,1	5488	160	0,23

10