2.2.3 Исследование колебательного процесса в rcl‑цепи с импульсным источником наряжения
Исследуемая цепь изображена на рисунке 10. Она состоит из: резистора R1 сопротивлением 1500 Ом; конденсатора C1 ёмкостью 18 нФ; катушки индуктивности с индуктивностью 25 мГн; ключа K, заземления; импульсного источника напряжения со следующими параметрами:
Минимальное значение напряжения – 0 В;
Максимальное значение напряжения – 1 В;
Начало переднего фронта – 0 с;
Начало плоской вершины импульса – 0 с;
Конец плоской вершины импульса – 0,25 мс;
Момент достижения минимального значения – 0,25 мс;
Период следования импульсов – 0,5 мс.
Рисунок 10. Схема исследуемой цепи, в которой наблюдается колебательный процесс.
Необходимо построить зависимость напряжения на конденсаторе от времени. Для этого используется инструмент «Transient Analysis» со следующими параметрами:
Maximum Run Time «1e-3»;
Maximum Time Step «0.1e-5»;
Number of Points «501»;
P «1»;
X Expression «t»;
X Range «1e-3,0,2e-4»;
Y Expression «V(C1)» (зависимость напряжения на конденсаторе от времени);
Y Range «1.6,-0.4,0.4» (зависимость напряжения на конденсаторе от времени);
График зависимости напряжения на конденсаторе от времени представлен ниже (рисунок 11).
Рисунок 11. График временной зависимости напряжения на конденсаторе в RCL‑цепи при колебательном процессе.
2.2.4 Исследование апериодического процесса в rcl‑цепи с импульсным источником наряжения
Исследуемая цепь изображена на рисунке 12. Она состоит из: резистора R1 сопротивлением 3300 Ом; конденсатора C1 ёмкостью 18 нФ; катушки индуктивности с индуктивностью 25 мГн; ключа K, заземления; импульсного источника напряжения со следующими параметрами:
Минимальное значение напряжения – 0 В;
Максимальное значение напряжения – 1 В;
Начало переднего фронта – 0 с;
Начало плоской вершины импульса – 0 с;
Конец плоской вершины импульса – 0,25 мс;
Момент достижения минимального значения – 0,25 мс;
Период следования импульсов – 0,5 мс.
Рисунок 12. Схема исследуемой цепи, в которой наблюдается апериодический процесс.
Необходимо построить зависимость напряжения на конденсаторе от времени. Для этого используется инструмент «Transient Analysis» со следующими параметрами:
Maximum Run Time «1e-3»;
Maximum Time Step «0.1e-5»;
Number of Points «501»;
P «1»;
X Expression «t»;
X Range «1e-3,0,2e-4»;
Y Expression «V(C1)» (зависимость напряжения на конденсаторе от времени);
Y Range «1.6,-0.4,0.4» (зависимость напряжения на конденсаторе от времени);
График зависимости напряжения на конденсаторе от времени представлен ниже (рисунок 13).
Рисунок 13. График временной зависимости напряжения на конденсаторе в RCL‑цепи при апериодическом процессе.
Заключение
В ходе выполнения работы методами непосредственного расчёта и построения в среде эмуляции работы электрических схем Micro‑Cap, были построены временные зависимости различных характеристик RCL‑цепи при колебательном и апериодическом процессах при источнике постоянного напряжения; с помощью программы Micro‑Cap были построены временные зависимости напряжения на конденсаторе при колебательном и апериодическом процессах при импульсном источнике напряжения.
По результатам сравнения непосредственно рассчитанных и снятых с графика значений, было установлено почти полное (на уровне погрешности округления) равенство соответствующих величин.