61
Таблица 4.2 (продолжение) – Временные диаграммы воздействия
u1(t) |
|
|
|
|
|
|
7 |
u1(t) |
|
|
|
|
|
|
|
u1(t) |
|
|
|
|
|
9 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
3 |
|
|
|
|
U |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
4 |
t/τ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
2 |
3 |
|
4 t/τ |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-U |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-U |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
2 |
3 |
4 t/τ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
u1(t) |
|
|
|
|
10 |
u1(t) |
|
|
|
|
|
11 |
|
u1(t) |
|
|
|
|
|
12 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
U |
|
|
1 |
2 |
|
3 |
|
4 |
|
|
U |
|
|
|
|
|
|
|
U |
|
|
2 |
3 |
4 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t/τ |
|
|
|
|
|
|
3 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t/τ |
|
-U |
|
|
|
|
|
|
-U |
|
|
1 2 |
t/τ |
-U |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
u1(t) |
|
|
|
|
13 |
u1(t) |
|
|
|
|
|
14 |
u1(t) |
|
|
|
|
|
15 |
|||||||||||||
U |
|
|
|
|
2 |
3 |
4 |
1 |
2 |
3 |
4 |
1 |
2 |
3 |
4 t/τ |
-U |
1 |
|
t/τ |
-U |
|
|
t/τ |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
-U |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
u1(t) |
16 |
u1(t) |
17 |
u1(t) |
18 |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
-U |
|
|
|
t/τ |
t/τ |
|
t/τ |
||||||
|
|
|
|
-U |
|
|
|
|
-U |
|
|
|
|
u1(t) |
|
|
|
19 |
u1(t) |
|
|
|
20 |
u1(t) |
|
|
21 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
2 |
3 |
4 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
1 |
t/τ |
-U |
t/τ |
-U |
|
|
t/τ |
||||||
-U |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-2U |
|
|
|
Лабораторная работа № 3.4 ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ
1 Цель работы
Исследовать электрическую цепь с обратной связью на предмет ее устойчивости.
2 Список литературы
2.1Бакалов В.П., Воробиенко П.П., Крук Б.И. Теория электрических цепей. Учебник для вузов. – М: Радио и связь, 1988.
2.2Теория электрических цепей и сигналов. Модуль 3 Временные и операторные методы анализа цепей. Учебное пособие для бакалавров, ОНАС им. А.С. Попова, Одесса, 2008, часть 1.
62
3Тест–вопросы
3.1Тест–вопросы для выявления степени готовности к выполнению лабораторной работы приведены в Приложении А.
4 Домашнее задание
4.1Изучить теоретический материал по рекомендованной литературе и конспекту лекций.
4.2Подготовить ответы на тест–вопросы.
4.3Для цепи рис. 4.1 определить корни характеристического уравнения, заданного выражением
p2 + p RC1 + LC1 = 0 .
Рассчитать корни для трех случаев:
1)R = 0;
2)R > 2 CL ;
3)− R > 2 
CL .
|
|
Rг |
|
|
|
|
|
|
|
|
іR |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
u |
|
|
R |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
e(t) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L |
C |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
іL |
іC |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 4.1 – Исследуемая цепь |
|
|
|
|||||||
Данные для расчета цепи обратной связи (на рис. 4.1 обведена пунктирной |
||||||||||||
линией): L = n,мГн; С =10 |
,мкФ. |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.4 Изобразить корни, рассчитанные в пункте 4.3, на комплексной плоскости.
5 Лабораторное задание
5.1Установить значения элементов цепи обратной связи.
5.2Для трех значений сопротивления R, определенных в домашнем задании (п. 4.3), исследовать временные характеристики цепи и зафиксировать корни характеристического уравнения.
5.3Сравнить домашние расчеты с экспериментальными диаграммами.
63
5.4 Рассмотреть временные зависимости для трех случаев (корни на мнимой оси, корни в левой полуплоскости, корни в правой полуплоскости).
6 Порядок выполнения работы
6.1С помощью ползунков или стрелочек “
” и “
” в левом верхнем углу макета установить необходимые величины элементов цепи обратной связи (R,
L, C).
6.2Для просмотра временных характеристик необходимо установить галочки рядом с необходимой характеристикой и нажать кнопку «Graph» на лабораторном макете.
Рисунок 6.1 – Пример выполнения лабораторной работы
6.3В верхнем правом углу макета приведено расположение корней характеристического уравнения (см. п. 4.3) на комплексной плоскости.
6.4Для изменения вида колебания необходимо изменить значения элементов согласно домашнему заданию (п. 6.1) и повторить п.п. 6.2 и 6.3.
7 Содержание протокола
7.1Тема и цель работы.
7.2Схема измерений.
7.3Результаты выполнения домашнего задания.
7.4Таблицы измерений и графики.
7.5Расчеты величин по результатам эксперимента.
7.6Выводы.
64
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Тест-вопросы к лабораторной работе № 3.1а
ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ЦЕПЯХ ПЕРВОГО ПОРЯДКА
1 Какой режим цепи называется стационарным?
2 Какой режим цепи называется переходным?
3 Какие условия необходимы, чтобы в цепи возникли переходные процессы? 4 В каких электрических цепях отсутствует переходный процесс?
5Что понимают под коммутацией?
6Что такое идеальный ключ?
7Что такое старый стационарный режим электрической цепи?
8Что такое новый стационарный режим электрической цепи?
9Как долго длится переходный процесс теоретически?
10Как долго длится переходный процесс практически?
11Как записать правило коммутации для индуктивности?
12Как записать правило коммутации для емкости?
13Что понимают под начальными условиями цепи?
14Что является основой классического метода расчета переходных процессов?
15Как связаны порядок дифференциального уравнения и порядок цепи?
16Какие составляющие имеет решение дифференциального уравнения?
17Какие составляющие имеет ток или напряжение в переходном режиме?
18Как записать характеристическое уравнение цепи?
19Как записать уравнение мгновенного значения напряжения на индуктивности?
20Как записать уравнение мгновенного значения тока в индуктивности?
21Как записать уравнение мгновенного значения напряжения на емкости?
22Как записать уравнение мгновенного значения тока в емкости?
23Что такое постоянная времени цепи?
24Как постоянная времени связана с корнем характеристического уравнения?
25Какой характер носят временные диаграммы токов и напряжений в цепях первого порядка в переходном режиме?
26Как ведет себя индуктивность при нулевых начальных условиях?
27Как ведет себя емкость при нулевых начальных условиях?
28Чему равно сопротивление индуктивности после окончания переходного процесса ( t → ∞ )?
29Чему равно сопротивление емкости после окончания переходного процесса
( t → ∞ )?
30Как записать постоянную времени RL цепи?
31Как записать постоянную времени RС цепи?