
- •Лабораторные работы (практикум)
- •15.1. Цель работы
- •Исходные данные
- •Теоретические сведения и методические указания
- •15.3. Расчетная часть
- •15.4. Экспериментальная часть
- •15.5. Анализ результатов работы
- •15.6. Содержание отчета
- •Цель работы
- •Исходные данные
- •Теоретические сведения и методические указания
- •16.4. Расчетная часть
- •Экспериментальная часть
- •Анализ результатов работы
- •Содержание отчета
- •17.1. Цель работы
- •Исходные данные
- •17.3. Теоретические сведения и методические указания
- •17.4. Расчетная часть
- •17.5. Экспериментальная часть
- •17.6. Анализ результатов работы
- •17.7. Содержание отчета
- •18.1. Цель работы
- •18.2. Исходные данные
- •18.3. Теоретические сведения и методические указания
- •18.4. Расчетная часть
- •18.5. Экспериментальная часть
- •18.6. Анализ результатов работы
- •18.7. Содержание отчета
- •20.1. Цель работы.
- •20.2. Исходные данные
- •20.3. Теоретические сведения и методические указания
- •20.4. Расчетная часть
- •20.5. Экспериментальная часть
- •20.6. Анализ результатов работы
- •20.7. Содержание отчета
- •21.1. Цель работы
- •21.2. Исходные данные
- •Теоретические сведения и методические указания
- •21.4. Расчетная часть
- •21.5. Экспериментальная часть
- •21.6. Анализ результатов работы
- •21.7. Содержание отчета
- •22.1. Цель работы.
- •22.2. Исходные данные
- •22.3. Теоретические сведения и методические указания
- •22.4. Расчетная часть
- •22.5. Экспериментальная часть
- •22.6. Анализ результатов работы.
- •22.7. Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •23.1. Цель работы
- •23.2. Исходные данные
- •23.3. Теоретические сведения и методические указания
- •23.4. Расчетная часть
- •23.5. Экспериментальная часть
- •23.6. Анализ результатов работы
- •Содержание отчета
- •24.1. Цель работы
- •24.2. Исходные данные
- •24.3. Теоретические сведения и методические указания
- •Расчетная часть
- •24.5. Экспериментальная часть
- •24.6. Анализ результатов работы
- •24.7. Содержание отчета
- •25.1. Цель работы
- •25.2. Исходные данные
- •25.3. Теоретические сведения и методические указания
- •25.4. Расчетная часть
- •25.5. Экспериментальная часть
- •25.6. Анализ результатов работы
- •25.7.Содержание отчета
- •26.1. Цель работы
- •26.2. Исходные данные
- •26.3. Теоретические сведения и методические указания
- •26.4. Расчетная часть
- •25.5. Экспериментальная часть
- •26.6. Анализ результатов работы
- •26.7. Содержание отчета
- •27.1. Цель работы
- •27.2. Исходные данные.
- •27.3. Теоретические сведения и методические указания
- •27.4. Расчетная часть
- •27.5. Экспериментальная часть
- •27.6. Анализ результатов работы
- •27.7.Содержание отчета
- •28.1. Цель работы
- •28.2. Исходные данные
- •28.3. Теоретические сведения и методические указания
- •Расчетная часть
- •28.5. Экспериментальная часть
- •28.6. Анализ результатов работы
- •28.7. Содержание отчета
- •Цель работы
- •31.2. Исходные данные
- •31.3. Теоретические сведения
- •31.4. Содержание задания
- •Методические указания
- •31.6. Содержание отчета
- •32.1 Цель работы
- •32.2. Исходные данные
- •32.3 Теоретические сведения
- •Содержание задания
- •32.5. Методические указания
- •32.6. Содержание отчета
- •33.1. Цель работы
- •33.2. Исходные данные
- •32.4. Теоретические сведения
- •Содержание задания
- •32.5. Методические указания
- •33.6. Содержание отчета
- •Цель работы
- •Исходные данные
- •34.3. Теоретические сведения
- •34.4. Содержание задания
- •Методические указания
- •34.7. Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Цель работы
- •Исходные данные
- •35.3. Теоретические сведения
- •35.4. Содержание работы
- •35.5. Методические указания
- •35.6. Содержание отчета
- •36.1. Цель работы
- •36.2. Исходные данные
- •36.3. Теоретические сведения
- •36.4. Содержание задания
- •36.5. Методические указания
- •36.6. Содержание отчета
20.3. Теоретические сведения и методические указания
Переходным называется процесс в электрической цепи или схеме, возникающий в ней при переходе от одного (старого) установившегося состояния к другому (новому) установившемуся состоянию. Переходные процессы в цепи возникают в результате различных коммутаций, следствием которых являются скачкообразные изменения параметров отдельных элементов или структуры схемы цепи. Так как запасы энергии в реактивных элементах схемы не могут измениться скачкообразно, то для перехода схемы в новое энергетическое состояние требуется некоторое время, называемое временем переходного процесса Тп.
Независимыми начальными условиями называются значения токов в катушках iL(0) и напряжений на конденсаторах uС(0) в момент коммутации при t = 0, которые определяют начальные запасы энергии в реактивных элементах схемы.
При включении схемы R, L с нулевыми начальными условиями iL(0) = 0 к источнику постоянной ЭДС e(t) = Еm = const напряжения на отдельных элементах будут изменяться во времени по закону:
uR(t) =E·(1 – e pt), uL(t) = E·e pt.
Здесь
p
= –R
/
L
есть коэффициент затухания (корень
характеристического уравнения),
характеризующий скорость затухания
переходного процесса. Постоянная времени
,
практическая
продолжительность
переходного процесса
Тп
= 4
= 4L
/
R.
При включении схемы R, L с нулевыми начальными условиями iL(0) = 0 к источнику синусоидальной ЭДС e(t) =Em·sin(t+) напряжение на резисторе будет изменяться во времени по закону:
uR(t) = uRу(t) + uRсв(t) = URm·sin(t + ) + A·ept.
Амплитуда и начальная фаза установившейся составляющей напряжения uRу(t) = URm·sin(t + ) определяются из расчета схемы в установившемся синусоидальном режиме:
,
Im
= Em
/
Z,
URm
= Im·R,
= arctg(XL
/
R).
Амплитуда свободной составляющей напряжения А определяет интенсивность переходного процесса. Она зависят от параметров элементов схемы и от начальной фазы источника ЭДС: A = URm·sin( ).
При значении начальной фазы ( ) = 90 амплитуда свободной составляющей напряжения максимальна, переходной процесс протекает с максимальной интенсивностью. При значении начальной фазы ( )= 0 амплитуда свободной составляющей напряжения равна нулю, включение цепи происходит без переходного процесса.
20.4. Расчетная часть
1. Определить в общем виде функции uR(t) и uL(t) в переходном режиме при включении схемы с нулевыми начальными условиями к источнику постоянной ЭДС e(t) = Еm = const. Для 3-х сочетаний значений параметров элементов [а) R = Rр , L = Lр ; б) R = 2Rр , L = Lр ; в) R = Rр , L = 2Lр] определить для исследуемых функций коэффициент затухания р, постоянную времени и продолжительность переходного процесса Тп. Результаты расчетов внести в табл. 20.2.
2. В выбранных масштабах mu и mt построить в одной системе координат семейство графических диаграмм для исследуемых функций uR(t) и uL(t) в переходном режиме для 3-х сочетаний значений параметров элементов а), б), в). Построение графических диаграмм выполнить на ЭВМ.
Определить графически постоянную времени переходного процесса для каждого из 3-х сочетаний значений параметров элементов а), б), в). Результаты расчетов внести в табл. 20.2.
Определить в общем виде функцию uR(t) и в переходном режиме при включении схемы с нулевыми начальными условиями к источнику синусоидальной ЭДС e(t) = Em·sin( t + ).
Для значений параметров элементов R = Rр, L = Lр определить амплитуды установившейся и свободной составляющих напряжения на резисторе URm и Аm в переходном режиме, а также значения начальной фазы источника , при которых амплитуда свободной составляющей переходного процесса: а) максимально положительна, б) равна нулю, в) максимально отрицательна. Результаты расчетов внести в табл. 20.3.
В выбранных масштабах mu и mt построить в одной системе координат семейство графических диаграмм для исследуемых функций uR(t) в переходном режиме для значений начальной фазы источника согласно а), б), в). Построение диаграмм выполнить на ЭВМ.
Определить графически на диаграммах п. 7 свободные составляющие переходного процесса для заданных значений начальной фазы источника согласно а), б), в).
Т а б л и ц а 20.2
Параметры |
р, с-1 |
, с |
Тп, с |
, с (граф.) |
а) R= Rр, L=Lр |
|
|
|
|
б) R=2Rр, L= Lр |
|
|
|
|
в) R=Rр,L=2Lр |
|
|
|
|
Т а б л и ц а 20.3
URm, В |
Аm, В |
а) , гр |
б) , гр |
в) , гр |
|
|
|
|
|