Программа домашней подготовки к выполнению работы

1. По учебным пособиям и конспекту лекций повторить или изучить следующие вопросы [1, § 6.2; 2, § 7.3]:

– классический метод расчета переходных процессов в цепях RL и RC при включении и отключении их от источника постоянного напряжения;

– различные методы определения постоянной времени цепи .

2. Заготовить бланк отчета по работе. В бланке должны быть вычерчены все необходимые схемы и таблицы.

3. Вспомнить порядок определения масштабов напряжения и времени при использовании осциллограмм.

Контрольные вопросы

1. Что называют переходными процессами и каковы причины их возникновения в электрических цепях?

2. Какой математический и физический смысл имеет разложение переходного тока и напряжения на принужденную и свободную составляющие?

3. Как формулируются законы коммутации?

4. Что называют постоянной времени электрической цепи и каковы способы ее определения?

5. Как изменятся кривые и, если увеличить вдвоецепи? Уменьшить вдвоеС?

6. Как будет выглядеть кривая в общем виде, если цепьRC, исследуемую в работе, включить на синусоидальное напряжение?

7. Как нужно изменить параметры цепи, чтобы, снимая напряжение с конденсатора цепи С, получить линейно нарастающее напряжение?

8. Как изменятся напряжения и, если постоянную времени цеписделать много больше той, которая была в вашем опыте? Много меньше той, которая была в вашем опыте?

9. Цепь RC (R = 1.6 МОм) включается на постоянное напряжение 150 В. Определить, если известно, что через10 мс после включения напряжение надостигнет 15 В.

10. Чему будет равен ток в цепи с последовательным соединением конденсатора емкостью 1 мкФ и резистора сопротивлением 1 МОм, через 1 с после подключения к источнику постоянного напряжения 100 В?

11. В каких электрических цепях при коммутациях отсутствуют переходные процессы?

Лабораторная работа № 15 исследование переходных процессов в цепи с двумя реактивными элементами

Цели работы. 1. Исследовать переходные процессы в цепи RLC при питании ее от источника прямоугольных импульсов.

2. Установить влияние параметров цепи на характер переходного процесса.

Объект и средства исследования

В работе исследуются переходные процессы, возникающие при периодическом переключении цепи RLC с зажимов одного источника постоянного напряжения () на зажимы другого (), как показано на рис. 14.1 и 14.2. В качестве элементов исследуемых цепей используются индуктивная катушкана панели «Элементы цепи», магазин сопротивлений, конденсатор («МагазинC») либо С₃ с панели «Элементы цепи». В работе применяется 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 электронного осциллографа. Схема собирается на универсальной панели.

Рабочее задание

1. Включить генератор прямоугольных импульсов и осциллограф и после прогрева подготовить их к работе. Установить заданное выходное напряжение генератора (2 В) и частоту импульсовf = (1... 2 кГц). Подключить с использованием универсальной панели осциллограф к выходным зажимам генератора. Добиться, чтобы основную часть экрана занимал один период выходного напряжения (см. рис. 14.2 в предыдущей работе). Согласно правилам работы с осциллографом, измерить и записать значения ии длительностьвыходных импульсов генератора.

2. Собрать последовательную схему (рис. 15.1) из катушки индуктивности, конденсатора (0.015…0.033 мкФ) и магазина сопротивлений, все переключатели которого в начале опыта установить в нулевое положение (). Подключить зажимы осциллографа к конденсатору и, изменяя сопротивление, добиться переходного процесса напряжения на емкости, имеющего не менее двух явно видных периодов собственных колебаний и практически заканчивающегося за время действия импульса генератора. Зарисовать в масштабе друг под другом осциллограммы напряжений,,(см. методические указания к работе № 14, п. 1). Записать величину, при которой эти осциллограммы сняты.

3. По кривой напряжения определить периоди угловую частотусобственных затухающих колебаний контура и коэффициент затухания. На основании проведенных измерений записать выражение переходного тока в контуре.

4. Рассчитать ипо известным параметрам контура (,,С, R) и сравнить их со значениями, полученными экспериментально.

5. Изменяя (с помощью магазина сопротивлений), определить экспериментально по виду кривойтакое его значение, при котором в цепи наступает предельный апериодический процесс. По известным параметрам контура рассчитать критическое сопротивлениеи сравнить результаты.

6. Установить и записать величину , при которой в цепи имеет место апериодический процесс. Зарисовать в масштабе осциллограммы напряжений,,.

7.^* Изменяя длительность импульса в сторону увеличения и уменьшения , проследить за изменением формы напряжения. Зарисовать формы напряженияпри значениях, равных 0.5и 1.5. Для точного наблюдения осциллограмм необходимо изменять длительность развертки осциллографа.