2 семестр / ЛР 4 переходной процесс
.pdf
12-11-
Протокол измерений к лабораторной работе № 12
«Разряд конденсатора С на цепь R–L»
Схема замещения исследуемой цепи представлена на рис. 1П.
Рис. 1П. Схема замещения исследуемой цепи. |
|
||
Входное напряжение: Um = |
В. |
|
|
Параметры элементов: С = |
мкФ; L = |
мГн; Rк = |
Ом. |
Критическое сопротивление Rкр = ______________ Ом.
Для процесса разряда конденсатора через катушку индуктивности получено:
Апериодический разряд
Сопротивления R1 = ____Ом,
R = R1 + Rк = ______Ом.
Расчет корней характеристического уравнения:
δ = ______________ c-1;
ω0 = ______________ c-1;
p1=________________________ c-1; p2=________________________ c-1.
Колебательный разряд
Сопротивления R1 = ____Ом,
R = R1 + Rк = ______Ом.
Расчет корней характеристического уравнения:
δ = ______________ c-1;
ω0 = ______________ c-1;
ωС = ______________ c-1;
p1=________________________ c-1;
p2=________________________ c-1.
Работу выполнил: _______________________________
Работу проверил: ________________________________
12-12-
Приложение к протоколу измерений лабораторной работы № 12
«Разряд конденсатора С на цепь R–L»
Временные диаграммы тока и напряжения при разряде конденсатора.
Апериодический режим
Масштаб времени mt = Масштаб напряжения mU =
Рис. 1П. Напряжение на конденсаторе
Масштаб времени mt = Масштаб напряжения mU = Масштаб тока mI =
Колебательный режим
Масштаб времени mt = Масштаб напряжения mU =
Рис. 3П. Напряжение на конденсаторе
Масштаб времени mt = Масштаб напряжения mU = Масштаб тока mI =
.
Рис. 2П. Ток через резистор |
Рис. 4П. Ток через резистор |
Работу выполнил: _______________________________
Работу проверил: ________________________________
12-13-
3.Содержание отчета
1.Нарисовать схему замещения исследуемой цепи.
2.Перенести данные из протокола.
3.Рассчитать переходный процесс при апериодическом разряде конденсатора классическим методом (формулы (6)-(14)).
4.Сравнить постоянную времени τ переходного процесса и максимальный ток im
при разряде конденсатора по результатам аналитического расчета и по экспериментальным данным.
5. Построить по результатам расчета графики напряжений на конденсаторе С и на
шунте R на интервале от 0 до TП |
= |
|
3 |
|
|
с шагом t = |
1 |
|
|
. Сравнить их с |
|||
|
|
pmin |
|
|
2 |
|
pmax |
|
|
||||
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
зависимостями, полученными экспериментально.
6. Рассчитать переходный процесс при колебательном разряде конденсатора классическим методом (формулы (17)-(20)). При вычислении тригонометрических функций использовать аргумент в радианах.
7. Сравнить период колебаний TC и декремент затухания колебаний при разряде
конденсатора по результатам аналитического расчета и по экспериментальным данным. 8. Построить по результатам расчета графики напряжений на конденсаторе и на
шунте на интервале от 0 до TП |
= |
|
3 |
|
|
с шагом t = |
1 |
|
|
. Сравнить их с |
|||
|
|
Re( p1 ) |
|
|
3 |
|
Im( p1 ) |
|
|
||||
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
зависимостями, полученными экспериментально.
9. Сделать вывод о влиянии сопротивления цепи на характер и длительность переходного процесса.
4.Вопросы для самопроверки
1.Сформулировать и записать законы коммутации.
2.Чем отличается кривая напряжения на конденсаторе от кривой тока в цепи при колебательном разряде конденсатора на реальную катушку?
3.Что следует понимать под критическим сопротивлением контура R − L − C ? Как выразить его через параметры цепи?
4.Что показывает декремент затухания? Как его определить экспериментально?
5.Как изменяется частота собственных колебаний и декремент затухания, если изменять сопротивление резистора?
6.Реальная катушка с параметрами R и L подключается к источнику постоянной ЭДС E . Записать дифференциальное уравнение для расчета переходного тока в этой цепи.
7.Определить постоянную времени для цепи в предыдущем вопросе.
8.Записать выражение для вычисления принужденного значения тока в цепи (вопрос 6). Качественно построить временную диаграмму переходного тока в этой цепи.