Программа и методика выполнения работы
Подключить к лабораторной установке ЭДС E1 и напряжение U=127В, а также осциллограф (клеммы «земля» и «вход»).
Включить осциллограф к источнику переменного напряжения 220 В. Установить ось времени на середину экрана, для чего отключить провод от клеммы «Вход» осциллографа и ручкой «Ось Y» совместить линию, подчерчиваемую лучом (ось времени), с серединой экрана. После этого вновь подключить провод к клемме «вход»
Для получения четкого, неподвижного изображения кривой тока или напряжения на экране осциллографа необходимо регулировать частоту развертки и амплитуду синхронизации осциллографа. Для получения кривых в достаточно крупном масштабе необходимо использовать регуляторы «Усиление по вертикали» и №Усиление по горизонтали» осциллографа. В случае необходимости регулятор «Ослабление» осциллографа при наблюдении кривых напряжения можно ставить в положение 1:100, при наблюдении тока 1:10.
Поочередно подключая к зажимам «а» и «в» элементы L,C1,C2 зарисовать в достаточно крупном масштабе кривые изменения напряжения и тока при включении цепи и при коротком замыкании цепи (всего 12 кривых).
Обработка экспериментальных данных
По каждой кривой записать её математическое выражение.
Сформулировать выводы по лабораторной работе.
Для выполнения пунктов 4.1, 4.2 предусмотреть дополнительную страницу.
5. Ответы на контрольные вопросы
1. Что называется переходным процессом?
2. Какие элементы электрических цепей обуславливают наличие переходных процессов?
3. Что понимают под коммутацией?
4. Как формулируется первый и второй закон коммутации?
Лабораторная работа №2
Исследование нелинейных цепей постоянного тока
Теоретические сведения
Расчет нелинейной цепи основывается на законах Кирхгофа. Графический расчет нелинейной цепи постоянного тока производится с помощью вольтамперных характеристик цепи. Вольтамперная характеристика, представляющая собой зависимость тока от напряжения, как правило, определяется экспериментально.
Расчет неразветвленной цепи.
Рассмотрим
цепь (рисунок 2.1), состоящую из двух
последовательно соединенных нелинейных
элементов, вольтамперные характеристики
которых
,
и
даны (рисунок 2.2). Требуется по известному
напряжению на входе цепи U
определить значение тока I
и напряжений U1
и U2.
Рисунок 2.1 - Последовательное соединение нелинейных элементов
Для
этого строится вспомогательная
(результирующая) вольтамперная
характеристика всей цепи
.
Так как ток по нелинейным элементам
идет один и тот же, а напряжение U
согласно закону Кирхгофа U
= U1
+
U2
, то результирующая характеристика
найдется путем суммирования абсцисс
вольтамперных характеристик
и
.
С помощью построенной характеристики
по заданному значению напряжения находим
значение тока I
и затем значения напряжений U1,
U2
по соответствующим характеристикам
и
.
Рисунок 2.2 - Вольтамперная характеристика последовательного соединения
Расчет разветвленной цепи.
Рассмотрим
цепь, состоящую из двух параллельно
соединенных нелинейных элементов
(рисунок 2.3), вольтамперные характеристики
которых
и
заданы
(рисунок 2.4). Построим вольт-амперную
характеристику всей цепи
.
Так как напряжения на входе цепи и на
каждом нелинейном элементе одинаковые,
а общий ток согласно закону Кирхгофа
,
то результирующая вольтамперная
характеристика
найдется путем суммирования ординат
вольтамперных характеристик
и
.
Рисунок 2.3 - Параллельное соединение нелинейных элементов
Построенная результирующая характеристика позволяет заменить цепь с параллельным соединением нелинейных элементов цепью с одним эквивалентным нелинейным элементом. Если напряжение задано, то токи I, I1, I2 находятся с помощью соответствующих вольтамперных характеристик
,
,
.
Рисунок 2.4 - Вольтамперная характеристика параллельного соединения
Если требуется рассчитать сложную цепь, то, произведя последовательно преобразования участков цепи с параллельным или последовательным соединением нелинейных элементов, строят результирующую вольтамперную характеристику всей цепи и с помощью её и промежуточных вольтамперных характеристик находят все токи и напряжения.
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВАЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
Учреждение образования