III. Приборы и оборудование, используемые в работе

1. Задающий генератор Г6-27.

2. Электронный осциллограф С1-55 или С1-69.

3. Схема в сборе, с наборами r¸L¸C элементов. Для выполнения работы могут использоваться два стенда: переносной, схема которого представлена на рисунке 3, и стационарный (Рис. 4), каждый из них имеет свой набор элементов, параметры которых приведены в таблице 1.

Таблица 1.1

	Стационарный стенд			Переносной стенд
	R, к0м	L, мГн	С, мкФ	R, кOM	L, мГн	С, мкФ
1	0,1	19	0,1	0,1	70	1
2	0,49	463	0,25	1	100	1
3	1	1,2	10	10	500	3
4	—	—	—	100	4500	5
5	—	—	—	1000	—	10
R¢	—			7,5 кОм
RP	512 Ом			10 кОм

Диоды Д1-КД02, Д2-КД202 или сходные с ними по мощности.

Рис. 1.3. Переносной стенд

Рис. 1.4. Стационарный стенд

IV. Программа и порядок проведения работы

1. Ознакомиться с основными теоретическими положениями в пункте II.

2. Вычертить схему опытной установки и указать на ней параметры r¸L¸C элементов. Для трёх случаев набора элементов: r¸L, r¸C, r¸L¸C.

3. Уточнив у преподавателя рабочую частоту задающего генератора f_з._г. (50, 100, 150, 200, 250 Гц), рассчитать длительность прямоугольного импульса напряжения в соответствии с выражением:

_{, (1.41)}

а затем оценить приемлемое значение постоянной времени электрической цепи, при котором переходный процесс будет заканчиваться до появления нового импульса напряжения,

_{. (1.42)}

Например, при f_з.г. = 200 Гц, t_имп = 0,005 с, а t = 0,0005 с, при частоте f_зг = 10 Гц, t_имп = 0,1 с, а t = 0,001 с.

4. Используя (42) и известные соотношения – в случае r¸L цепи и в случае r¸C цепи, задавая один из параметров схемы, рассчитать недостающий, например, t_и = 0,005 с, t_L = 0,0005 = L/50, откуда L = 0,025 Гн = 25 мГн или (t_и = 0,1 с, t_C = 0,01 = 500*С, откуда С = 0,01/500 = 2*10^-5 Ф = 20 мкФ.

5. Установить необходимые r¸C и r¸L параметры на схеме, подключить ЗГ и осциллограф согласно рис. 1.5 или рис. 1.8 и исследовать ход кривых падения напряжений на конденсаторе, индуктивности и активном сопротивлении.

Рис. 1.5

Рис. 1.6. Кривая тока в цепи r¸L

Рис. 1.7. Кривая падения напряжения в индуктивности цепи

Рис. 1.8

Рис. 1.9. Кривая тока в r¸C цепи

Рис. 1.10. Кривая падения напряжения в емкости цепи

Замечание: кривая падения напряжения в активном сопротивлении подобна кривой тока в цепи, а, следовательно, и кривой тока в индуктивности.

Используя выражение

_,

а также

_{, (1.43)}

получаем соотношения

_{, (1.44)}

с помощью которых можно подбирать параметры r¸L¸C элементов, при которых в r¸L¸C цепи, представленной на рис. 1.11 можно реализовать апериодический, критический или колебательный режим переходного процесса.

Рис. 1.11

Например, пусть f_з.г..= 100 Гц, тогда t_и = 0,01 с, а t = 0,001 с. Принимаем L = 68 мГн, тогда r = 2L/0,1t_и = 136*10^-3 Гн/0,001 с = 136 Ом, но в соответствии с (1.44) получаем, что C > 4L/r² = (0,1 t_и)² = 10^-6 Ф = 1 мкФ.

Рис. 1.12. Апериодический режим переходного процесса в r¸L¸C цепи

Таким образом, получаем, что при r = 136 Ом, L = 68 мГн, C > 1 мкФ и f_зг = 100 Гц, в r¸L¸C цепи будет возникать апериодический переходный процесс, который должен полностью заканчиваться в течение одного периода наблюдения «T», то есть до подачи на схему следующего импульса.

При C = 1 мкФ в r¸L¸C цепи возникает критический переходный процесс, при C < 1 мкФ – колебательный переходный процесс.

Рис. 1.13. Критический апериодический переходный процесс в r¸L¸C цепи

Рис. 1.14. Колебательный переходный процесс в r¸L¸C цепи

6. Подключив осциллограф к резистору r_1,2,3 снять осциллограмму падения напряжения u_r(t) º i_L(t), а затем подключив осциллограф к конденсатору снять осциллограмму u_C(t) или к индуктивности (по требованию преподавателя) и снять осциллограмму u_L (t).

7. Данные (r, L, C) по переходным процессам занести в таблицу 1.2.

Таблица 1.2

№№ опыта	Параметры цепи
	r, Ом	L, мГн	C, мкФ	r¢, кОм
1.			¾
2.			¾
3.		¾
4.		¾
5.
6.