Федеральное агентство связи

Ордена Трудового Красного Знамени

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Московский технический университет связи и информатики»

Кафедра «Теория электрических цепей»

Отчет по лабораторной работе №30

по дисциплине «Электротехника» на тему:

«Моделирование на ЭВМ переходных процессов в цепях первого порядка»

Выполнил: студент группы БСТ21

Руководитель: Волков А.С.

Москва, 2022 г.

Оглавление

Цель работы: 2

Ход выполнения работы 3

Расчеты 3

Графики 6

Вывод: 7

Цель работы:

С помощью машинного эксперимента исследовать переходные процессы в цепях первого порядка.

Ход выполнения работы

Расчеты

1. Рассчитаем постоянные времени RC для неразветвленной RC-цепи, если C1=0,25 мкФ, а R1 принимает значения R1=20, 40, 80, 160, 320, 640, 1280, 2560 и 5120 Ом.

Для этого используем формулу:

2. Рассчитать постоянные времени RL для неразветвленной RL-цепи, если L1=45 мГн, а R1 принимает значения R1=20, 40, 80, 160, 320, 640, 1280, 2560 и 5120 Ом.

Для этого используем формулу:

По предварительному расчету
R1, Ом	20	40	80	160	320	640	1280	2560	5120
τRC,мкс	5	10	20	40	80	160	320	40	1280
τRL,мкс	2250	1125	562,5	281,25	140,625	70,31	35,156	17,58	8,79

Таблица 1 – По предварительному расчету

3. Рассчитать временные зависимости тока i(t), напряжения на резисторе uR(t) и напряжения на конденсаторе uC(t) в неразветвленной RC-цепи, если цепь включается на постоянное напряжение. Принять E1=1 В, R1=160 Ом, C1=0,25 мкФ, t[0; 3RC].

Для временных зависимостей тока i(t) используем формулу:

Для напряжения на резисторе (t) используем формулу:

(t) =

Для напряжения на конденсаторе (t) используем формулу:

(t) =

t, мкс	0	0,2	0,4	0,6	0,8	1	1,2	1,4
,А	0,00625	0,00512	0,00419	0,00343	0,00281	0,00230	0,00188	0,00154
t, мкс	1,6	1,8	2	2,2	2,4	2,6	2,8	3
,А	0,00126	0,00103	0,00084	0,00069	0,00057	0,00046	0,00038	0,00031

Таблица 2 – Зависимость тока

t, мкс	0	0,2	0,4	0,6	0,8	1	1,2	1,4
,В	1	0,819	0,670	0,549	0,449	0,368	0,301	0,246
t, мкс	1,6	1,8	2	2,2	2,4	2,6	2,8	3
,В	0,202	0,165	0,135	0,111	0,091	0,074	0,061	0,050

Таблица 3 – Напряжение на резисторе

t, мкс	0	0,2	0,4	0,6	0,8	1	1,2	1,4
,В	0	0,181	0,330	0,451	0,551	0,632	0,699	0,754
t, мкс	1,6	1,8	2	2,2	2,4	2,6	2,8	3
,В	0,798	0,835	0,865	0,889	0,909	0,926	0,939	0,950

Таблица 4 – Напряжение на конденсаторе

4. Рассчитать временные зависимости тока i(t), напряжения на резисторе uR(t) и напряжения на катушке uL(t) в неразветвленной RL-цепи, если цепь включается на постоянное напряжение. Принять E1=1 В, R1=160 Ом, L1=45 мГн, t[0; 3RL].

Для временных зависимостей тока i(t) используем формулу:

Для напряжения на резисторе (t) используем формулу:

(t) =

Для напряжения на катушке (t) используем формулу:

(t) =

t, мкс	0	0,2	0,4	0,6	0,8	1	1,2	1,4
,А	0,00625	0,00512	0,00419	0,00343	0,00281	0,00230	0,00188	0,00154
t, мкс	1,6	1,8	2	2,2	2,4	2,6	2,8	3
,А	0,00126	0,00103	0,00084	0,00069	0,00057	0,00046	0,00038	0,00031

Таблица 5 – Зависимость тока

t, мкс	0	0,2	0,4	0,6	0,8	1	1,2	1,4
,В	1	0,819	0,670	0,549	0,449	0,368	0,301	0,246
t, мкс	1,6	1,8	2	2,2	2,4	2,6	2,8	3
,В	0,202	0,165	0,135	0,111	0,091	0,074	0,061	0,050

Таблица 6 – Напряжение на резисторе

t, мкс	0	0,2	0,4	0,6	0,8	1	1,2	1,4
,В	0	0,181	0,330	0,451	0,551	0,632	0,699	0,754
t, мкс	1,6	1,8	2	2,2	2,4	2,6	2,8	3
,В	0,798	0,835	0,865	0,889	0,909	0,926	0,939	0,950

Таблица 7 – Напряжение на катушке

Графики

Рисунок 5 –Схема RC-цепи

Рисунок 6 – Графики зависимостей мгновенного тока(розовый), напряжения на резисторе(красный), напряжения на конденсаторе(зеленый) и напряжения источника от времени t∈ [0; 3trc] (синий)

Рисунок 7 – Схема RL-цепи

Рисунок 8 – Графики зависимостей мгновенного тока(розовый), напряжения на резисторе(красный), напряжения на катушке (зеленый) и напряжения источника от времени t∈ [0; 3trc] (синий)

Вывод:

С помощью машинного эксперимента исследовал переходные процессы в цепях первого порядка.