Программа домашней подготовки к выполнению работы

1. По учебникам, учебным пособиям и конспекту лекций изучить следующие вопросы:

– расчет последовательных цепей переменного тока комплексным методом [2, §§ 2.7 и 2.12].

– построение топографических диаграмм, в том числе методом «засечек» [3, § 3.18].

2. Заполнить бланк отчета по работе.

Контрольные вопросы

1. Какие цепи называются фазовращающими?

2. Построить качественно топографическую диаграмму для схемы, приведенной на рисунке в предположении, что . Указать на ней угол и углы ₁ и ₂ .

3. Построить качественную топографическую диаграмму для той же схемы, но в предположении, что . Возможно ли в этом случае выполнить условия, характерные для фазовращающей цепи?

4. Как измерить сдвиг по фазе между напряжениями на входе и выходе четырехполюсника при помощи осциллографа?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 14

Исследование переходных процессов в цепях с одним реактивным элементом

Цели работы. 1. Научиться экспериментально определять постоянную времени электрических цепей и изучить влияние параметров цепей на характер переходного процесса.

2. Приобрести навыки применения электронного осциллографа для исследования быстропротекающих процессов.

Объект и средства исследования

В работе исследуются переходные процессы, возникающие при периодическом переключении цепи, содержащей резистор и конденсатор, с зажимов одного источника постоянного напряжения (–Е₂) на зажимы другого (+Е₁), как показано на рис. 14.1 и 14.2. Для этих целей в работе используется генератор прямоугольных импульсов, действие которых на цепь эквивалентно периодическому переключению источников постоянной ЭДС. Исследование кривых изменений токов и напряжений в переходном режиме осуществляется с помощью осциллографа. Схема собирается на универсальной панели.

Е₁ = Е₂, t_u1 = t_u2 = T/2.

Рис. 14.1 Рис. 14.2

Рабочее задание

1. Включить генератор прямоугольных импульсов и осциллограф на прогрев, после чего установить заданное входное напряжение генератора (2 В) и частоту импульсов (1...2 кГц).

2. Подключить осциллограф к выходным зажимам генератора («0», «  ») и отрегулировать его так, чтобы основную часть экрана занимал один период выходного напряжения (рис. 14.2). Согласно правилам работы с осциллографом, измерить и записать значения ии длительностьиимпульсов генератора.

3. Собрать последовательную цепь RC и подключить ее к выходным зажимам генератора (используя магазин сопротивлений и «Магазин C» либо конденсатор С₃ с панели «Элементы цепи»). Цепи такого рода называются интегрирующими, если напряжение снимается с конденсатора, и дифференцирующими, если с резистора. Установить (0.015...0.05) мкФ и подключить каналI осциллографа к входу цепи, а канал II – к зажимам конденсатора (схема должна соответствовать рис. 14.3). Подобрать таким, чтобы напряжение на конденсаторе явно достигало своего установившегося значения в течение времени .

4. Зарисовать с осциллографа (друг под другом) кривые входного импульса и переходных напряжений на конденсаторе и резисторе (см. методические указания к работе, п. 1). Измерить начальные (при ) и установившиеся значения снятых напряжений и занести данные опыта в таблицу. Обратить внимание на выполнение законов Кирхгофа в момент коммутации и в установившемся режиме, а также законов коммутации.