Лабы / 30 лаба

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 "Радиотехнические системы"

Теоретические основы электротехники

Лабораторная работа №31 “Исследование входных частотных характеристик в RL-цепи”

Выполнила Студентка гр. ******** ___________________ ********

Проверил _____________________ Инжуватов Д.А.

Москва 2024

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

Расчетные формулы:

τRC = R*C

(t) = - напряжение на конденсаторе

(t) = - напряжение на резисторе

(t) = - напряжения на катушке

τRL = :

i(t) = - зависимость тока от времени

Таблица 1. – предварительные и экспериментальные расчёты

	По предварительному расчету		Получено экспериментально
R1, Ом	τRC, мкс	τRL, мкс	τRC, мкс	τRL, мкс
20	5	2250	5	2250
40	10	1125	10	1125
80	20	562,5	20	562,5
160	40	281,25	40	281,25
320	80	140,625	80	140,63
640	160	70,3125	160	70,31
1280	320	35,15625	320	35,16
2560	640	17,57813	640	17,58
5120	1280	8,789063	1280	8,79

Рис. 1 - Схема RL-цепи

Uc(t) =

Таблица 2. – Расчет напряжения на конденсаторе

U_R (t) =

Таблица 3. – Расчет напряжения на резисторе

i(t) =

Таблица 4. – Расчет зависимости тока от времени

Зависимости мгновенного тока i(t)=I(R1), напряжения на резисторе uR(t)=V(R1), напряжения на конденсаторе uC(t)=V(C1) и напряжения источника V(V1) от времени t[0; 3RC]

Рис. 2 - Графики зависимостей мгновенного тока, напряжения на резисторе, напряжения на конденсаторе и напряжения источника от времени t∈ [0; 3trc]

Рис. 3 - Схема RL-цепи

U_L(t) =

Таблица 5. – Расчет напряжения на катушке

U_R (t) =

Таблица 6. – Расчет напряжения на резисторе

i(t) = :

Таблица 7. – Расчет зависимости тока от времени

Рис. 4 - Графики зависимостей мгновенного тока, напряжения на резисторе, напряжения на катушке индуктивности и напряжения источника от времени t∈ [0; 3trc]

Вывод: С помощью машинного эксперимента исследовали переходные процессы в цепях первого порядка. Экспериментальные и предварительные расчёты совпадают.

Ответы на вопросы:

1) Что называется переходным процессом? Приведите примеры.

Переходные процессы — это процессы установления в электрических цепях нового режима, который отличается от предыдущего каким-либо параметром (амплитудой, фазой, формой и т.д.)

Пример: перенапряжение, возникающее при отключении цепи с катушкой большой индуктивности.

2) Какие цепи называются цепями первого порядка? Приведите пример.

Цепи первого порядка — это цепи, содержащие только однотипные реактивные элементы (ёмкости или индуктивности). 

Примером цепей первого порядка являются простейшие RL и RC цепи.

3) Какой режим называется установившемся? Приведите пример.

Установившимся режимом электрической сети называется такой режим, в котором токи, напряжения и мощности в её элементах принимаются неизменными.

Пример: гармонические колебания в электрическом колебательном контуре; работа системы автоматического регулирования при неизменных задающем и возмущающих воздействиях.

4) Какой физический смысл постоянной временной цепи?

Физически постоянная времени цепи — это время, в течение которого свободная составляющая тока изменяется ровно в “e” раз.

5) Как по графику рассчитать постоянную времени цепи.

τ =