5. Отчет должен содержать:

1. Схемы измерения.

2. Основные расчетные формулы.

3. Таблицы опытных и расчетных данных.

4. Графики и диаграммы.

5. Выводы по работе.

6. Вопросы.

1. В какой цепи и при каких условиях возникает резонанс?

2. Как различают резонанс напряжений и резонанс токов?

3. Что такое волновое сопротивление и добротность контура Q?

4. Как экспериментально можно определить Q и .

5. Как влияет величина Q на резонансные свойства контура?

6. Как определяют полосу пропускания контура?

Литература

1. Касаткин А.С., Немцов М. В. Электротехника.- М.: Издательский центр «Академия», 2008.-544 с.

Лабораторная работа № 6. Исследование свободных процессов в электрических цепях

1. Цель работы.

Изучение влияния параметров цепи и числа накопителей энергии на вид переходного процесса. Исследование основных характеристик свободных процессов.

2. Содержание работы.

Исследование переходного процесса в цепях с одним, двумя или тремя накопителями энергии. Определение постоянной времени цепи и декремента затухания по осциллограммам переходного процесса.

3. Основные теоретические положения.

Изучить соответствующие разделы курса по конспекту лекции или учебнику.

Для задания постоянного напряжения необходимо выбрать вкладку Advanced.

В это вкладке выбираем pulse.

где в ячейке Von задаем значение напряжения источника.

Для задания начальных условий необходимо воспользоваться директивой .ic. Так например для заданной цепи изображенной на рис.1.

Рис. 1

Начальные значения задаются следующим образом.

Выбирают команду контекстного меню Edit → SPICE DIRECTIVE появляется окно:

Записывают выражение:

,

где первое значение указывает начальное напряжение на емкости - имя линии где стоит емкость С1, второе значение начальное значение ток в индуктивности L1.

4. Предварительный расчет.

   0. Построить график свободного процесса цепи при и и . По графику определить величину постоянную времени цепи.

   1. Для цепи определить корни характеристического уравнения и построить график свободного процесса для тока и напряжения на емкости, приняв , , , .

При построении графика предварительно оценить практическую продолжительность процесса (по вещественной части корней), период свободных колебаний (по мнимой части корней) и число периодов колебаний до практического затухания.

0. Для цепи 3-го порядка (рис.5) определить корни характеристического уравнения при ; ; ; .

5. Порядок выполнения работы.

   0. Заряд и разряд емкости.

Собрать схемы рис.2 а) и б).

а) б)

Рис. 2 а) схема заряда емкости, б) схема разряда емкости.

Выбрав и , снять осциллограммы напряжения на конденсаторе. Начальное значение напряжения установить равным 12В. Зарисовать осциллограмму напряжения , фиксируя значения для выбранного момента времени по оси абсцисс.

Время переходного процесса задается на вкладке stop time.

По снятой осциллограмме определить экспериментальное значение и и сравнить полученные значения с расчетными.

Уменьшить сопротивление R в 2 раза и снова снять осциллограмму . Сделать выводы.

Заряд и разряд индуктивности.

Собрать схемы рис.3 а) и б).

а) б)

Рис. 3 а) схема заряда индуктивности, б) схема разряда индуктивности.

Выбрать значение и .

При разряде катушки имеем и следовательно ток в катушке .

Снять осциллограмму напряжения на катушке .

Определить постоянную времени и начальное значение тока Записать закон изменения тока

Уменьшить сопротивление R в 2 раза и снова снять осциллограммы и вновь определить , и . Сделать выводы.

1. Исследование свободных процессов в цепи при двух накопителях энергии.

Собрать схему рис.4

Рис. 4.

Величины емкости и индуктивности заданы и , а R1 – переменный резистор.

Установить . Снять осциллограмму напряжения на конденсаторе и разрядного тока в критическом режиме. Для этого изменяем, переменное сопротивление R1 так, чтобы в кривой и исчезал второй переход от отрицательных к положительным значениям. Записать величину критического сопротивления.

Снять осциллограмму напряжения на емкости при .

Снять осциллограммы напряжения на емкости и тока в цепи при и . В случае колебательного разряда определить вещественную и мнимую часть корней характеристического уравнения.

0. Исследование свободных процессов в цепи при трех накопителях энергии.

Собрать схему рис.5.

Рис. 5.

Параметры схемы , , , , .

Снять осциллограмму ток в индуктивности . Выделить на осциллограмме слагаемые свободного процесса. По осциллограмме выяснить, соответствует ли вид свободного процесса наличию комплексных корней.