электротех лаба 30

Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации

Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Московский технический университет связи и информатики

(МТУСИ)

Факультет "Радио и телевидение"

Кафедра " Теории электрических цепей "

ОТЧЕТ

Лабораторная работа № 30 Моделирование на ЭВМ переходных процессов в цепях

первого порядка

Выполнил:

Студент группы такой-то Иванов И.И.

Проверил:

Ст. преподаватель Овсянникова Е.А.

Дата защиты ____________2024г.

Москва 2024 г.

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

Выполнение

Формулы для неразветвленной RC-цепи

Формулы для неразветвленной RL-цепи

По предварительному расчету C1 = 0,25 мкФ, L1 = 45 мГн
R1, Ом	20	40	80	160	320	640	1280	2560	5120
RC, мкс	5	10	20	40	80	160	320	640	1280
RL, мкс	2,25	1,125	0,5625	0,2812	0,1406	0,0703	0,0351	0,0175	0,0087
По экспериментальным данным
RC, мкс	5	10	20	40	80	160	320	640	1280
RL, мкс	2,25	1,12	0,56	0,28	0,14	0,07	0,03	0,017	0,008

Таблица 1 – Таблица расчётов

t, мкс	0	0,2	0,4	0,6	0,8	1	1,2	1,4
I, 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
I, А	0,00126	0,00103	0,00084	0,00069	0,00057	0,00046	0,00038	0,00031

Таблица 2 – Зависимость тока RC-цепи

t, мкс	0	0,2	0,4	0,6	0,8	1	1,2	1,4
UR, 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
UR, В	0,202	0,165	0,135	0,111	0,091	0,074	0,061	0,050

Таблица 3 – Зависимость напряжения R RC-цепи

t, мкс	0	0,2	0,4	0,6	0,8	1	1,2	1,4
UC, 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
UC, В	0,798	0,835	0,865	0,889	0,909	0,926	0,939	0,950

Таблица 4 – Зависимость напряжения C RC-цепи

t, мкс	0	0,2	0,4	0,6	0,8	1	1,2	1,4
I, 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
I, А	0,00126	0,00103	0,00084	0,00069	0,00057	0,00046	0,00038	0,00031

Таблица 5 – Зависимость тока RL-цепи

t, мкс	0	0,2	0,4	0,6	0,8	1	1,2	1,4
UR, 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
UR, В	0,202	0,165	0,135	0,111	0,091	0,074	0,061	0,050

Таблица 6 – Зависимость напряжения R RL-цепи

t, мкс	0	0,2	0,4	0,6	0,8	1	1,2	1,4
UL, 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
UL, В	0,798	0,835	0,865	0,889	0,909	0,926	0,939	0,950

Таблица 7 – Зависимость напряжения C RL-цепи

Рис. 1. Схема RC-цепи

Рис. 2. Графики зависимостей мгновенного тока, напряжения на резисторе, напряжения на конденсаторе и напряжения источника от времени RC-цепи

Вывод: напряжения на резисторе постоянно падает, напряжения на конденсаторе постоянно повышается, напряжение источника неизменно, мгновенный ток постоянно падает

Рис. 3. Схема RL-цепи

Рис. 4. Графики зависимостей мгновенного тока, напряжения на резисторе, напряжения на конденсаторе и напряжения источника от времени RL-цепи

Вывод: напряжения на резисторе постоянно возрастает, напряжения на катушке индукции постоянно падает, напряжение источника неизменно, мгновенный ток постоянно возрастает

Вывод: С помощью программы Micro-Cap были исследованы переходные процессы в цепях первого порядка

Ответы на контрольные вопросы

1. Что называется переходным процессом? Приведите пример

Ответ: Под переходным процессом в электрических цепях понимается процесс перехода из одного установившегося состояния в другое.

Пример: Процесс заряда конденсатора при подключении к нему источника постоянного тока.

2. Какие цепи называют цепями первого порядка? Приведите пример.

Ответ: Цепью первого порядка называется такая цепь, которая содержит только реактивный элемент.

Пример: RC-цепь.

3. Какой режим называется установившимся?

Ответ: Установившийся режим – такой режим электрической цепи, при котором электрические напряжения и токи в цепи являются постоянными или периодическими.

4. Какой физический смысл постоянной времени цепи?

Ответ: Постоянная времени характеризует длительность протекания переходного процесса, в течении которого реакция схемы на изменения достигает величины равной 1- = 63,2%

5. Как по графику рассчитать постоянную времени цепи? Приведите пример.