Підготовка до роботи та контрольні запитання
1. Що називається перехідним процесом? Коли і чому виникає перехідний процес?
2. Із яких складових складається струм (напруга) перехідного режиму?
3. Які енергетичні процеси є причиною виникнення вільної складової перехідного режиму? Чому вільна складова перехідного процесу завжди є згасаючою?
4. Сформулюйте перший та другий закони комутації. Чому при комутації не може стрибком змінитися величина струму, що протікає через котушку індуктивності, та величина напруги на конденсаторі?
5. Від чого залежить тривалість перехідного процесу? Що характеризує стала часу τ та як її розрахувати в колах RL, RC ?
6. Розрахуйте сталу часу перехідного процесу при розряді конденсатора на резистор. Величини ємності конденсатора та опір резистора повинні відповідати заданому варіанту в табл.8.1.
7. Як по кривій розряду визначити ємність конденсатора?
8. Яким може бути і від чого залежить характер перехідного процесу в колі RLC?
9. За якими формулами розраховується величина критичного опору та період коливального процесу при розряді конденсатора на R, L?
10. Які негативні наслідки можуть викликати перехідні процеси в електричних колах?
Таблиця 8.1
|
Параметри ел. кола |
Номер бригади | |||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 | |
|
С, мкФ |
0,43 |
0,4 |
0,35 |
0,3 |
0,25 |
0,18 |
|
R, кОм |
3 |
3,5 |
4 |
4,5 |
5 |
5,5 |
Послідовність виконання роботи та завдання
1. Функціональну схему лабораторної установки представлено на рис. 8.3. На схемі: К – електронний ключ, що заряджає від джерела U0 конденсатор С1, і після цього підключає його до вихідних клем для розряду на зовнішнє коло. Комутація ключа відбувається з частотою 50 Гц, що дозволяє спостерігати на екрані осцилографу процес розряду конденсатора у вигляді графіка.
2. Дослідити перехідний процес при розряді конденсатора з ємністю С через резистор з опором R (величини ємності конденсатора та опору резистора повинні відповідати варіанту). З екрану осцилографа зарисувати в масштабі криву ис (t) при розряді конденсатора через резистор.
3. За даними досліду і кривій розряду розрахувати сталу часу розряду конденсатора і величину ємності конденсатора С. Результати порівняти і, якщо є розбіжності, з’ясувати причину.
4. Вдвічі збільшити величину опору резистора (ємності конденсатора). Проаналізувати як це вплине на форму кривої розряду та сталу часу. В одних осях з попереднім графіком зарисувати криву розряду при збільшенні величини активного опору
5. Послідовно з елементами в схемі рис. 8.3 включити магазин індуктивностей L1. Встановити такі величини індуктивності та опору резистора, щоб при заданій величині ємності у контурі спостерігався коливальний процес розряду конденсатора.
6. Записати параметри елементів контуру. За даними параметрів контуру розрахувати частоту (або період коливань) та величину критичного опору контуру.
7. Зарисувати з екрану осцилографу в масштабі криву коливального розряду. По кривій визначити період коливання і порівняти з результатом розрахунку в попередньому пункті.
8. Розрахувати величину індуктивності, при якій частота коливань збільшиться вдвічі. Встановити знайдене значення індуктивності і зарисувати криву розряду.
9. Поступово збільшувати величину опору резистора і, спостерігаючи на екрані осцилографу зміну форми кривої розряду, зафіксувати значення величини критичного опору. Порівняти результат експерименту з результатом розрахунку в п.6. З’ясувати причину розбіжностей, якщо вони будуть.
Лабораторна робота № 9