Министерство образования и науки Российской Федерации

Чайковский филиал

федерального государственного бюджетного

образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

(ЧФ ПНИПУ)

Кафедра АИИТ

Лабораторная работа

«Исследование переходного процесса в цепи

первого порядка».

по дисциплине: Теоретические основы электротехники.

Выполнил: студент группы ЭС-

Проверил:

20___

Лабораторная работа

«Исследование переходного процесса в цепи первого порядка».

Цель работы: исследовать изменения токов и напряжений в переходных режимах в цепи первого порядка.

1. Подготовка к работе.

Повторить общие положения теории переходных процессов в электрических цепях, переходные процессы в цепях 1-го порядка; получить функции, описывающие изменение тока и напряжений на элементах RC-цепи при зарядке конденсатора и при разрядке конденсатора. (Л.А.Бессонов "ТОЭ" стр.324-340, К.С.Демирчян, Л.Р.Нейман, Н.В.Коровкин, В.Л.Чечурин Теоретические основы электротехники, том 2, стр.11-36)

Письменно ответить на контрольные вопросы:

1. Какие режимы работы электрических цепей называют установившимися и переходными?

..........................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................

2. Сформулируйте правила коммутации.

.........................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................

3. Как связаны между собой постоянная времени и корни характеристического уравнения для цепей первого порядка?

........................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................

2. Описание лабораторной установки.

а) лабораторный макет,

б) источник постоянного напряжения,

в) прибор для измерения токов и напряжений,

г) секундомер.

3. Порядок выполнения экспериментальной части лабораторной работы.

3.1. Собрать цепь в соответствии со схемой Рис.1, где Е = 8 (В), R=100 кОм, С=10 мкФ.

R R

Е С1 С1

i_ЗАР. i_РАЗР.

Рис.1. Рис.2.

3.2. Вольтметр подключить к выводам конденсатора (параллельно), амперметр (включенный последовательно) начинает измерение сразу после включения питания цепи.

Заряд емкости (Рис.1): подключить источник ЭДС к схеме – в цепи начинается переходный процесс зарядки конденсатора. На вольтметре установить предел измерений равный 20 В, на амперметре – 200 мкА.

Внимание: необходимо зафиксировать начальное значение тока I₀(t=0) и напряжение на емкости U₀ (t=0), далее замеры тока и напряжения на емкости производить через интервал ∆t=10 секунд, записывая результаты в таблицу. Переходный процесс считать законченным, если зарядный ток станет равным 10% от начального значения (I₀) и если напряжение на конденсаторе достигнет 90% от напряжения источника питания. Результаты занести в таблицу 1.

Таблица 1

t, сек	Заряд конденсатора		Разряд конденсатора
	U, В	I, мА	U, В	I, мА
0
10
20
30

Разряд емкости (Рис 2):Отключить от источника постоянного напряжения цепь. в цепи начинается переходный процесс разрядки конденсатора. На вольтметре установить предел измерений равный 20 В, на амперметре – 200 мкА.

Внимание: необходимо зафиксировать начальное значение тока I₀(t=0) и напряжение на емкости U₀ (t=0), далее замеры тока и напряжения на емкости производить через интервал ∆t=10 секунд, записывая результаты в таблицу1.

3.3. Собрать цепь в соответствии со схемой Рис.1, где Е = 8 (В), R=1 МОм, С=10 мкФ.

3.4. Повторить п.3.2., установив на вольтметре предел измерений равный 20 В, на амперметре – 20 мкА. Результаты измерений занести в таблицу 2.

Таблица 2

t, сек	Заряд конденсатора		Разряд конденсатора
	U, В	I, мА	U, В	I, мА
0
10
20
30
40
50
60

3.5. Собрать цепь в соответствии со схемой Рис.1, где Е = 8 (В), R=100 кОм, С=100 мкФ.

3.6. Повторить п.3.2., установив на вольтметре предел измерений равный 20 В, на амперметре – 200 мкА. Результаты измерений занести в таблицу 3.

Таблица 3

t, сек	Заряд конденсатора		Разряд конденсатора
	U, В	I, мА	U, В	I, мА
0
10
20
30
40
50
60

3.7. Собрать цепь в соответствии со схемой Рис.1, где Е = 8 (В), R=1 МОм, С=100 мкФ.

3.8. Повторить п.3.2., установив на вольтметре предел измерений равный 20 В, на амперметре – 20 мкА. Результаты измерений занести в таблицу 4.

Таблица 4

t, сек	Заряд конденсатора		Разряд конденсатора
	U, В	I, мА	U, В	I, мА
0
10
20
30
40
50
60
90 (1мин.30 с)
120 (2 мин)
150 (2 мин 30 с)
200 (3 мин 20 с)
250 (4 мин 10 с)
300 (5 мин)
360 (6 мин)
420 (7 мин)