Таблица вариантов

10

AC AC

BC

BC

11

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10

ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЦЕПЯХ

СКОНДЕНСАТОРАМИ

1.Краткое содержание работы

Внастоящей работе проводится экспериментальное исследование переходных процессов в электрических цепях, содержащих смешанное соединение резисторов конденсаторов, при питании от генератора с напряжением прямоугольной формы. Работа состоит из 2-х частей.

Впервой части изучаются переходные процессы в цепях, содержащих резисторы и конденсаторы, в которых определение независимых начальных условий проводится по основным законам коммутации. Во второй части исследуются переходные процессы в цепях, содержащих смешанное соединение, резисторов и конденсаторов с "некорректными" начальными условиями.

2.Подготовка к работе

Часть I. Переходные процессы в простейших цепях

сконденсаторами резисторами

1.Начертить схему 1 неразветвленной цепи, содержащей источник

импульсов прямоугольной формы, конденсатор C1 , резистор R2 . Последовательность соединения элементов должна быть такой, чтобы заземленный полюс источника соединялся с одним из зажимов резистора.

2.Вычислить постоянные времени схемы 1, используя заданные для вашего варианта значения,

а) uR2 ((−tи)) = K1 uR2 0

б) uR2 ((−tи)) = 0,02 uR2 0

12

где uR2 (0) — изначальное (при t = 0) значение напряжения на сопротивлении R2 , uR2 (−tи ) значение напряжения на сопротивлении R2 к моменту окончания импульса, т.е. во время t = −tи.

3.Сравнить полученные в п. 2 значения постоянных времени и качественно нарисовать кривые uR2 (t ) для обоих случаев при питании схемы от импульсного (рис. 3) источника напряжения.

4.Начертить схему 2, изменив схему 1 подключением сопротивления R1 параллельно емкости C1 .

5.Привести выражение для R1 в полученной схеме 2 в зависимости от R2 и K2 :

где uR2,пр — принуждённое значение напряжения на сопротивлении при t < tи .

Часть II. Переходные процессы в цепях, содержащих R и С,

с"некорректными" начальными условиями

1.Для схемы 3, приведенной на рис. 1:

а. записать выражение для напряжения на сопротивлении R2 в момент включения импульса u (0) и принужденного значения напряжения uпр (t ) для t <tи ;

б. получить условие, при котором отсутствует свободная составляющая напряжения u (t ) (условие передачи по цепи прямоугольного сигнала без искажения);

в. используя результаты п. 1а и 1б качественно построить график изменения u (t ).

2. Какой из элементов схемы 3 (рис. 1) следует отключить, чтобы принужденная составляющая напряжения u (t ) при t <tи равнялась нулю?

Начертить полученную схему 4. Записать выражение для постоянной времени в зависимости от параметров этой схемы.

13

3.Начертить схему 5, получив её из схемы рис. 1 включением после-

довательно с резистором R2 емкости C3 . Записать выражение для постоянной времени в зависимости от параметров в этой схеме.

4.Для схемы 5 записать выражения для определения u (0) и uпр (t ) для t < tи , используя законы сохранения заряда и законы Кирхгофа.

tи

Рис. 1

3. Описание установки

Цепи, в которых изучаются переходные процессы, собирают из конденсаторов и резисторов, имеющихся на панели переменного тока, и магазинов сопротивлений, находящихся на стенде.

Расположение на панели используемых в работе конденсаторов, резисторов и источника ЭДС показано на рисунке 2.

14