3. Подготовка к выполнению лабораторной работы:

3.1. Изучить по учебной литературе методы анализа переходных и неустановившихся процессов, законы коммутации, методы расчета

собственных и вынужденных составляющих токов и напряжений цепи, влияние параметров элементов цепи на характеристики переходного процесса.

3.2. Изучить данное описание.

3.3. Выполнить предварительные расчеты.

3.4. Ответить на вопросы самопроверки.

4. Расчетная часть:

4.1. Найти отклик цепи, изображенной на рис 6.1а на воздействие прямоугольного импульса (рисунок 6.1б) при нулевых начальных условиях.

Рисунок 6.1 - Эквивалентная схема исследуемой RC - цепи (а) и вид

воздействия (б)

Откликом или реакцией данной цепи будем называть напряжение на емкости или напряжение на сопротивлении. Определить промежуток времени ₁, за который напряжение на емкости достигнет 90% максимального значения. Изобразить вид выходного импульса (напряжение на емкости и на сопротивлении) при длительности входного импульса: _и = 0,2 ₁; _и = ₁; _и =5 ₁.

Указания: 1. Для нахождения отклика на воздействие прямоугольного импульса, последний можно представить как сумму двух ступенчатых напряжений, рисунок 6.2:

e(t) = E_o 1(t) - E_o 1(t - _и)

Рисунок 6.2 - Представление прямоугольного импульса

На основании теоремы суперпозиции отклик будет равен сумме откликов на каждое из ступенчатых воздействий. Поэтому необходимо определить сначала отклики на каждый скачек, затем их просуммировать.

4.2. Найти отклик цепи, изображенной на рисунок 6.3 на воздействие прямоугольного импульса при нулевых начальных условиях. Отклик определить при двух значениях сопротивления потерь в контуре: R₁ = 0 и R₁ = 1 Ком. Для колебательного режима рассчитать частоту свободных колебаний и длительность переходного процесса _п из условия

_п = 6 L₁* (R_o + R_L + R₁)^-1

Рисунок 6.3 - Эквивалентная схема исследуемой RLC- цепи

5. Лабораторное задание:

5.1. Собрать схему, изображенную на рисунке 6.1. Лабораторная работа выполняется на лабораторном стенде с использованием блока «Простые и сложные цепи». В качестве источника импульсного напряжения использовать стандартный генератор (Г3-112) в режиме генерации прямоугольных импульсов. Вход исследуемой цепи подключить к выходному разъему генератора. К емкости С₁ подключить осциллограф (вход «У»). После проверки схемы преподавателем включить питание стенда. Подключить вход «У» осциллографа к входным зажимам цепи, установить ручкой регулировки выходного напряжения генератора амплитуду выходных импульсов исследуемой схемы 5 В.

5.2. Установить на генераторе стандартных сигналов частоты 1; 5; 50; 100 кГц, получить на экране осциллографа четкое изображение переходных процессов за интервал времени не менее периода повторения импульсов (при частоте 1 кГц). Зарисовать осциллограммы напряжения на емкости при всех частотах. Определить длительность переходного процесса (время нарастания напряжения на емкости от нуля до 0.9 от максимального значения).

5.3. Периодическую последовательность прямоугольных импульсов подать на вход цепи (рисунок 6.3). Установить частоту колебаний стандартного генератора в пределах 200 - 400 Гц. Осциллограф подключить к емкости С₁, получить четкое изображение переходного процесса. Зарисовать осциллограмму, определить длительность переходного процесса, частоту свободных колебаний, амплитуду максимального выброса. Оценить режим переходного процесса: колебательный, критический, апериодический.

5.4. Исключить из схемы, (рисунок 6.3) сопротивление R₁ (закоротив его перемычкой). Зарисовать осциллограмму напряжения на емкости С₁ в колебательном режиме. Измерить длительность переходного процесса, частоту свободных колебаний контура.