Лабораторная работа 23
.docxФедеральное агентство связи
ордена Трудового Красного Знамени
Федеральное государственное
бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московский технический университет связи и информатики
Кафедра «Теории электрических цепей»
Лабораторная работа №23
«Моделирование на ЭВМ переходных процессов в цепях второго порядка»
Выполнила:
студентка группы БСТ1904
Пантелеева К.А.
Вариант 15
Проверил:
доц. Микиртичан А.Г.
Москва 2020
Оглавление
1 Цель работы 3
2 Схема 3
3 Предварительный расчет 3
4 Экспериментальная часть 7
5 Вывод 9
Контрольные вопросы 9
1 Цель работы
С помощью машинного эксперимента изучить переходные процессы в электрических цепях второго порядка.
2 Схема
Схема 1(колебательном режим):
Схема 2 (апериодическом режим).
Схема 3(цепь при импульсном воздействии в апериодическом режиме).
Схема 4(цепь при импульсном воздействии в колебательном режиме).
3 Предварительный расчет
Вычислим характеристическое сопротивление
,
приведем данное значение к номинальным
сопротивлениям резисторов из ряда Е6
(дана в методичке), получим:
Режим
( |
R1, кОм |
Колебательный |
1,5 |
Апериодический |
3,3 |
Проведем расчёты для апериодического режима:
Характеристическое
уравнение цепи
Решая
которое получим
Определим константы интегрирования:
Рассчитаем напряжение на конденсаторе:
В
В
В
В
В
В
Рассчитаем напряжение на катушке:
uL1= 1 В uL2= -0.029 В uL3= -0.004 В uL4= -0.0056 В uL5= -0.000077 В uL6= -0.0000107 В |
uL7= -0.0000014 В uL8= -2.04*10-7 В uL9= -2.117*10-8 В uL10= -3.887*10-9 В uL11= -5.364*10-10 В
|
Рассчитаем зависимость тока от времени:
i1= 0 А i2=0,000059 А i3= 0,000008 А i4=0,0000011 А i5=1,5696*10-7 А i6=2,1658*10-8 А |
I7=2,288*10-9 А I8=4,123*10-10 А I9= 5,69*10-11 А i10=7,851*10-12 А i11=10,083*10-11 А
|
2.Проведем расчёты для колебательного режима:
Рассчитаем зависимость тока от времени:
i1= 0 А i2=3,47*10-6 А i3= 3,44*10-7 А i4=2,56*10-8 А i5=1,68*10-9 А i6=1,04*10-10 А |
i7=6,123*10-12 А i8=3,5*10-13 А i9= 1,959*10-14 А i10=1,0759*10-15 А i11=5,8*10-17 А
|
Рассчитаем напряжение на конденсаторе:
Где
uc1=0 В uc2=0,055 В uc3=0,997 В uc4=0,999 В uc5=0,999 В uc6=0,999 В |
uc7=0,999 В uc8=0,999 В uc9=0,999 В uc10=0,999 В uc11=0,999 В
|
Рассчитаем напряжение на катушке:
uL1= 1 В uL2= 0.047 В uL3= 0.0021 В uL4= 0.0001 В uL5= 0.0000046 В uL6= 0.00000021 В |
uL7= 0 В uL8= 0 В uL9= 0 В uL10= 0 В uL11= 0 В
|
4 Экспериментальная часть
Схема 1(колебательном режим):
Рисунок 1. Зависимость напряжения источника питания, катушки, конденсатора и тока в резисторе при колебательном режиме
Схема 2 (апериодическом режим).
Рисунок 2. Зависимость напряжения источника питания, катушки, конденсатора и тока в резисторе при апериодическом режиме
Схема 3(цепь при импульсном воздействии в апериодическом режиме).
Рисунок 3. Зависимость напряжения источника питания, катушки, конденсатора и тока в резисторе при апериодическом режиме при импульсном воздействии
Схема 4(цепь при импульсном воздействии в колебательном режиме).
Рисунок 4. Зависимость напряжения источника питания, катушки, конденсатора и тока в резисторе при колебательном режиме при импульсном воздействии
5 Вывод
Данные и графики, полученные в результате машинного эксперимента в программе Micro-Cap, полностью совпадают с данными и графиками, полученными в результате предварительного расчёта.
Контрольные вопросы
Что называется переходным процессом?
Переходным процессом называется процесс перехода цепи от одного установившегося режима к другому установившемуся режиму.
Сформулируйте законы коммутации.
Первый закон: в начальный момент времени после коммутации ток в уединенной катушке индуктивности не может измениться скачком.
iL(-0)= iL(+0)
Второй закон: в начальный момент времени после коммутации напряжение в уединенном конденсаторе не может измениться скачком.
uC(-0)= uC(+0)
В чем состоит сущность классического метода анализа переходных процессов?
Классический метод анализа основан на решении дифференциальных уравнений и применении законов коммутации.
Каким уравнением описываются процессы в цепях второго порядка?
В цепях второго порядка процессы описываются дифференциальным уравнением второго порядка (со 2-й производной)
Какие условия называются начальными?
Начальные условия – это условия цепи до коммутации. Коммутация - изменение соединений в электрических цепях (включение, отключение, переключение их отдельных частей), выполняемое при помощи специальной аппаратуры.