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

БВТ2104

Юдин Артём Андреевич

Руководитель:

Семенова Татьяна Николаевна

Москва 2022

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

Предварительный расчет

Рисунок 1 – схема RC-цепи

Рисунок 2 – схема RL-цепи

Расчетные формулы

τ_RL= -постоянная по времени для RL-цепи

τ_RC=RC -постоянная по времени для RC-цепи

Расчётные формулы для RC-цепи

u_C(t)=U(1- )

u_R(t)=U

i_RC(t)=

Расчётные формулы для RL-цепи

u_L(t)=U

u_R(t)=U )

i_RL(t)= )

По предварительному расчету (C=0.25 мкФ, L=45 мГн)
R, Ом	20	40	80	160	320	640	1280	2560	5120
τRC, мкс	5	10	20	40	80	160	320	640	1280
τRL, мкс	2250	1125	562,5	281,25	140,625	70,3125	35,156	17,578	8,879
По экспериментальным данным
τRC, мкс	5	10	20	40	80	160	320	640	1280
τRL, мкс	2250	1125	562,493	281,248	140,625	70,312	35,156	17,576	8,789

График 1 – Зависимость напряжения на резисторе, напряжения источника, напряжения на конденсаторе от времени; зависимость мгновенного тока от времени при R=160 Ом.

График 2 – Зависимость напряжения на резисторе, напряжения на катушке, напряжения источника от времени; зависимость мгновенного тока от времени при R=160 Ом

Вывод: С помощью машинного эксперимента исследовали переходные процессы в цепях первого порядка.

Вопросы для самопроверки

1. Что называется переходным процессом? Приведите примеры.

Переходный или нестационарный процесс в электрической цепи возникает при ее переходе из одного установившегося режима в другой (с другими параметрами).

Пример: Изменение режима цепи может происходить в результате изменения внешних сигналов, в том числе включения или отключения источника внешнего воздействия, также может быть вызвано переключениями внутри самой цепи.

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

Электрическая цепь первого порядка – цепь, которая содержит один реактивный элемент.

3. Какой режим называется установившемся? Приведите пример.

Установившимся режимом электрической цепи, подключенной к источнику постоянного напряжения, называется режим, при котором токи и напряжения в отдельных ветвях цепи неизменны во времени.

4. Какой физический смысл постоянной времени цепи?

Постоянная времени цепи есть величина, характеризующая электрическую цепь, в которой свободный ток является экспоненциальной функцией времени, равной интервалу времени, в течение которого этот ток убывает в e.

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

По формуле