Министерство образования РФ

Пермский Государственный

Технический Университет

Кафедра крэс

Отчет по

лабораторной работе №10

Исследование переходного процесса

в цепи первого порядка

Выполнил:

студент гр. АТ-01-2

Высоцкий И.С.

Проверил:

Старков А.А.

г. Пермь

2002 г.

Цель работы.

Цель работы: исследование изменения токов и напряжений в переходных режимах в цепи I порядка.

Описание лабораторной установки.

Для проведения лабораторной работы используют:

а ) лабораторный макет, рассчитанный на исследование переходных процессов в цепях I и II порядка (RLC цепи);

б) источник постоянного напряжения;

в) мультиметр для измерения токов и напряжений.

Рис. 1. Лабораторный макет.

Описание экспериментальной части лабораторной работы.

Исследование переходных процессов в R₁C₁ – цепи.

1. Заряд ёмкости.

а ) Лабораторный макет с исследуемой цепью (рис.2) подключается к источнику постоянного напряжения, в соответствии с указанной полярностью входных клемм. Все переключатели находятся в нижнем,

в

Рис. 2. Зарядка конденсатора в цепи R₁C₁.

ыключенном положении. Цифровой вольтметр подключается к клеммам на передней панели макета. Микроамперметр, измеряющий ток в RC-цепи, включен в цепь и начинает осуществлять измерение сразу после включения питания цепи.

б) Включить тумблер на блоке питания и убедиться в наличии напряжения по показанию вольтметра.

в) Включить переключатель П1 в верхнее положение, после чего RC-цепь приготовлена к исследованию переходного процесса, но не замкнута.

г) Включить переключатель П2 в положение «заряд». С момента переключения П2 в цепи начинается переходной процесс заряда конденсатора.

д) Далее замеры тока и напряжения на емкости производить через интервал t = 10 секунд, записывая результаты в таблицу. Переходный процесс считать законченным, если зарядный ток станет равным 10% от начального значения, и, если напряжение на конденсаторе достигнет 90% от напряжения источника питания.

2. Разряд ёмкости.

П

Рис. 3. Разрядка конденсатора в цепи R₁C₁ .

еревести переключатель П2 в положение «разряд», после чего начинается переходный процесс разряда конденсатора через резистор R₁. В результате получим цепь рис. 2. Для исследования данного процесса повторить действия по пунктам а)...д), описанные выше. Переходной процесс считать законченным, когда ток в цепи и напряжение на емкости уменьшится до 10% от начального значения. После проведения экспериментов выключить питание.

Исследование переходных процессов в цепи r1 - c1c2 ( в параллель).

Подключить параллельно исследуемому конденсатору C₁ конденсатор C₂ с помощью переключателя П3. Произвести исследование переходных процессов заряда и разряда (рис.4) составленного конденсатора с ёмкостью C_Э = C₁ + C₂ через резистор R₁. Данные занести в таблицу. По окончанию опытов, отключить питание цепи.

Рис. 4. Разрядка и разрядка конденсатора в цепи R₁ - C₁С₂ (в параллель).

В результате измерений были получены следующие данные:

t, с	R1C1								R1 – C1C2 (в параллель)
	I								II
	заряд				разряд				заряд				разряд
	I, мкА		UC, В		I, мкА		UC, В		I, мкА		UC, В		I, мкА			UC, В
	пр	т	пр	т	пр	т	пр	т	пр	т	пр	т	пр		т	пр	т
0	90	100	0	0	90	-100	4,5	5	90	100	0	0	90	-100		4,5	5
10	70	77	1,09	1,14	66	-79	3,39	3,94	80	88	0,63	0,62	76	-88		3,87	4,41
20	54	60	2,00	2,02	52	-62	2,61	3,10	70	77	1,15	1,17	67	-78		3,40	3,89
30	42	46	2,60	2,70	40	-49	1,98	2,45	62	67	1,57	1,65	60	-69		2,98	3,43
40	34	35	3,07	3,23	30	-39	1,53	1,93	54	59	1,96	2,07	52	-60		2,60	3,02
50	26	27	3,43	3,63	24	-30	1,17	1,52	48	51	2,28	2,44	46	-53		2,28	2,66
60	20	21	3,71	3,95	18	-24	0,91	1,20	42	45	2,57	2,76	40	-47		2,01	2,35
70	16	16	3,92	4,19	15	-19	0,72	0,94	38	39	2,84	3,04	36	-41		1,77	2,07
80	12	13	4,08	4,37	12	-15	0,56	0,74	32	34	3,05	3,28	32	-36		1,56	1,82
90	10	10	4,20	4,52	9	-12	0,43	0,58	28	30	3,25	3,50	28	-32		1,38	1,61
100	8	7	4,29	4,63	7	-9	0,35	0,46	26	26	3,41	3,68	24	-28		1,21	1,42
110	7	6	4,37	4,71	6	-7	0,27	0,36	24	23	3,55	3,85	22	-25		1,06	1,25
120	6	4	4,43	4,78	5	-6	0,22	0,29	20	20	3,68	3,99	20	-22		0,94	1,10
130	5	3	4,47	4,83	4	-6	0,17	0,23	18	18	3,80	4,12	17	-19		0,84	0,97
140	4	3	4,50	4,87	3	-4	0,14	0,18	16	15	3,90	4,23	15	-17		0,73	0,86
150	-		-		2	-3	0,11	0,14	14	13	3,98	4,33	13	-15		0,65	0,75
160	-		-		2	-2	0,1	0,11	12	12	4,06	4,41	12	-13		0,57	0,67
170	-		-		-		-		11	10	4,13	4,48	10	-12		0,51	0,59
180	-		-		-		-		10	9	4,19	4,55	9	-10		0,45	0,52
190	-		-		-		-		9	8	4,24	4,60	8	-9		0,40	0,46
200	-		-		-		-		8	7	4,28	4,65	8	-8		0,35	0,40
210	-		-		-		-		8	6	4,32	4,70	7	-7		0,32	0,35
220	-		-		-		-		7	5	4,36	4,74	6	-6		0,28	0,31
230	-		-		-		-		6	5	4,4	4,77	5	-6		0,24	0,28
240	-		-		-		-		6	4	4,42	4,80	5	-5		0,21	0,24
250	-		-		-		-		5	4	4,44	4,82	4	-4		0,19	0,21
260	-		-		-		-		4	3	4,47	4,84	4	-4		0,17	0,19
270	-		-		-		-		4	3	4,48	4,86	4	-3		0,15	0,17
280	-		-		-		-		4	2	4,5	4,88	3	-3		0,13	0,15

Расчеты:

2. R₁C₁

2. заряд емкости

(кОм)

(с)

2) разряд емкости

(кОм)

(с)

Значения R₁ и  – совпадают.

(Ф)

II. R₁-C₁C₂ (в параллель)

1) (кОм)

2)

а) заряд:

(с)

б) разряд:

(с)

3) (Ф)

(Ф)

Вычисление: теоретически ток и напряжение на ёмкости по формулам:

	Заряда конденсатора в первом опыте
	Разряда конденсатора в первом опыте
	Заряда конденсатора во втором опыте
	Разряда конденсатора во втором опыте

Графики исследуемых процессов

1. R₁C₁:

2. I(t)

2) U(t)

2. R₁-C₁C₂ (в параллель)

2. I(t)

2) U(t)