Работа 3 переходные процессы в линейных электрических цепях с сосредоточенными параметрами
Цель работы – исследование переходных процессов в цепях с сосредоточенными параметрами при коммутации их на источники постоянного и импульсного напряжения.
1. Описание схем исследуемых электрических цепей и экспериментальной установки
Элементы исследуемых цепей (постоянные и переменные резисторы, конденсаторы и индуктивные катушки) размещены на лабораторной панели.
|
Вар |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|||||
|
R1 Ом |
100 |
110 |
120 |
130 |
150 |
160 |
180 |
200 |
220 |
240 |
270 |
300 |
|||||
|
C1 мкФ |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,068 |
0,068 |
0,068 |
0,068 |
0,047 |
0,047 |
0,047 |
0,047 |
|||||
|
L1 мГн |
1 |
1 |
1,2 |
1,2 |
1,5 |
1,5 |
1,8 |
1,8 |
2,2 |
2,2 |
2,7 |
2,7 |
|||||
|
RS Ом |
51 |
51 |
51 |
51 |
51 |
51 |
51 |
51 |
51 |
75 |
75 |
75 |
|||||
|
|
|||||||||||||||||
|
Вар |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
|||||
|
R1 Ом |
330 |
360 |
390 |
430 |
470 |
510 |
560 |
620 |
680 |
750 |
820 |
910 |
|||||
|
C1 мкФ |
0,033 |
0,033 |
0,033 |
0,033 |
0,022 |
0,022 |
0,022 |
0,022 |
0,015 |
0,015 |
0,015 |
0,015 |
|||||
|
L1 мГн |
3,3 |
3,3 |
3,9 |
3,9 |
4,7 |
4,7 |
5,6 |
5,6 |
6,8 |
6,8 |
8,2 |
8,2 |
|||||
|
RS Ом |
100 |
100 |
100 |
150 |
150 |
150 |
200 |
200 |
200 |
300 |
300 |
300 |
|||||
При выполнении экспериментов используются: генератор функциональный АНР-1002, осциллограф TDS 2002B и мультиметр В7-35.
На рис.6.1-6.3 приведены схемы электрических цепей, переходные процессы в которых представляются линейными дифференциальными уравнениями первого (рис. 6.1, 6.2) и второго (рис. 6.3) порядка.
При коммутации источника постоянного напряжения на электрическую цепь на входе образуется ступенька напряжения, которая моделируется единичной функцией. При подключении источника эту ступеньку рассматривают как фронт импульса, а при отключении как срез импульса. Время от подключения до отключения рассматривают как длительность импульса. В данной работе импульс реализуется подачей на вход исследуемой цепи квазипрямоугольного импульса напряжения заданной длительности. Другими словами, коммутатор (полевой транзистор) встроен непосредственно в генератор и работает с заданной частотой. Поэтому выходной сигнал генератора представляет собой меандр от –U до +U. Время срабатывания этого коммутатора много меньше характерного времени изучаемых переходных процессов, поэтому в дальнейшем будем рассматривать его идеальным.
При изучении переходных процессов на фронте или на срезе импульса длительность импульса выбирают много больше характерного времени переходного процесса. Длительность развёртки на осциллографе устанавливают таким образом, чтобы на экране отображался либо фронт, либо срез импульса.
При изучении переходных процессов одновременно и на фронте и на срезе импульса длительность импульса выбирают таким образом, чтобы на экране осциллографа были видны оба переходных процесса.