4. Содержание отчета
1. Схемы установки для определения ВАХ выпрямителя и ограничителя напряжений.
2. ВАХ диода и стабилитрона.
3. Таблица опытных и расчетных данных.
4. Графики Rст(I) и Rд(I) для диода и стабилитрона.
5. Осциллограммы напряжений u1, u2, u3 выпрямителя и ограничителя напряжений.
6. Выводы.
5. Вопросы для самопроверки
1. Какие элементы электрической цепи называются нелинейными?
2. Какие характеристики нелинейных элементов называются статическими и какие динамическими?
3. Каким образом по характеристикам нелинейных элементов определяют статическое и дифференциальное сопротивления?
4. Какие характерные особенности работы имеют диод и стабилитрон?
5. Какие свойства диода используются в полупроводниковом выпрямителе? Как работает это устройство?
6. Какие свойства стабилитрона используются в полупроводниковом
ограничителе напряжения? Как работает это устройство?
Л и т е р а т у р а: [1], c. 126,127, 139,140.
Работа 7. ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ЦЕПИ С ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ СОЕДИНЕНИЕМ АКТИВНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ C КАТУШКОЙ ИНДУКТИВНОСТИ И АКТИВНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ С КОНДЕНСАТОРОМ
1. Цель работы
Экспериментальное исследование методом компьютерного моделирования переходных процессов в цепях с последовательным соединением активного сопротивления R с катушкой индуктивности L и активного сопротивления R с конденсатором C при включении их на постоянное напряжение и последующем замыкании накоротко. Определение постоянной времени цепи, сопоставление опытных данных с результатами теоретического расчета.
2. Основные теоретические положения
Этот раздел смотри в описании к физической лабораторной работе 7.
3. Порядок выполнения работы
1. «Собрать» цепь с последовательным соединением сопротивления R и индуктивности L и подключить ее к генератору прямоугольного напряжения, как это показано на рис. 7.1. Установить параметры R и L, а также частоту f прямоугольного напряжения по табл. 7.1 для одного из приведенных там вариантов по указанию преподавателя. Установить датчик тока и подключить его к осциллографу на вход В.
Рис. 7.1
Таблица 7.1
-
№
вари-
анта
Параметры цепи
R, Ом
L, мГн
С, мкФ
f, Гц
1
900
–
1
100
2
900
–
0,5
200
3
900
–
0,2
500
4
900
–
0,1
1000
5
500
–
2
100
6
500
–
1
200
7
500
–
0,4
500
8
500
–
0,2
1000
9
500
50
–
1000
10
500
20
–
2500
11
500
10
–
5000
12
900
100
–
1000
13
900
50
–
2000
14
900
20
–
5000
15
900
10
–
10000
16
820
82
–
1000
2. Подключить вход А осциллографа к индуктивности и получить на его экране кривые изменения тока цепи и напряжения на индуктивности при воздействии на эту цепь прямоугольного периодического напряжения. Скопировать экран компьютера для последующего переноса осциллограмм тока и напряжения в отчет.
3. Используя полученные кривые тока и напряжения, найти графически постоянную времени , выбрав для этого на этих кривых по 1–2 точки. Методика графического нахождения дана в разделе 2 в описании физической лабораторной работы 7. Все найденные значения должны быть одинаковы между собой, так как величина не зависит от тока напряжения цепи, а определяется только ее параметрами.
При определении величины в секундах воспользоваться масштабом времени, указанным на панели развертки осциллографа. Полученные таким образом значения занести в табл. по форме 7.1.
Форма 7.1
-
Наименование
, с
, с
RL
RC
Рассчитать теоретическое значение по формуле (7.1) (см. с. 51) и занести его в табл. по форме 7.1. Сравнить между собой экспериментальное и теоретическое значение . Убедиться в том, что они близки между собой.
4. Изменять сопротивление R и L на ± 20 %, а затем аналогично действиям п. 3 определять постоянные времени для каждого варианта. Полученные таким образом значения занести в табл. по форме 7.2.
Форма 7.2
Постоянная времени, мс |
Изменение R |
Изменение L |
||||
- 20% |
0% |
+20% |
- 20% |
0% |
+ 20% |
|
|
- |
0 |
+ |
- |
0 |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
5. Для одного экспериментального значения (любого) провести сравнение с теоретическим значением , с, которое следует рассчитать по формуле: , где L индуктивность цепи, Гн; R сопротивление цепи, Ом. Сравнение выполнить по формуле, указанной в табл. по форме 7.1. Результаты сравнения занести в табл. по форме 7.1.
6. «Собрать» цепь с последовательным соединением сопротивления R и емкости С и подключить ее к генератору прямоугольного напряжения, как это показано на рис. 7.2. Установить параметры R и С, а также частоту f прямоугольного напряжения по табл. 7.1 для одного из приведенных там вариантов по указанию преподавателя. Установить датчик тока и подключить его к осциллографу на вход В.
Рис. 7.2
7. Настроить осциллограф и получить на его экране кривые изменения тока цепи и напряжения на емкости при воздействии на эту цепь прямоугольного периодического напряжения. Скопировать экран компьютера для последующего переноса осциллограмм тока и напряжения в отчет.
8. Используя полученные кривые тока и напряжения, найти графически постоянную времени . При определении величины в секундах воспользоваться масштабом времени, указанном на панели развертки осциллографа. Полученные таким образом значения занести в табл. по форме 7.1.
9. Изменять сопротивление R и C на ± 20 %, а затем аналогично действиям п. 8 определить постоянную времени для каждого варианта. Полученные таким образом значения занести в табл. по форме 7.3.
10. Для одного экспериментального значения (любого) провести сравнение с теоретическим значением , с, которое следует рассчитать по формуле:
,
где C емкость цепи, Ф, R сопротивление цепи, Ом. Сравнение выполнить по формуле, указанной в табл. по форме 7.3. Результаты сравнения занести в табл. по форме 7.3.
Форма 7.3
Постоянная времени, мс |
Изменение R |
Изменение С |
||||
- 20% |
0% |
+20% |
- 20% |
0% |
+ 20% |
|
|
- |
0 |
+ |
- |
0 |
+ |
|
|
|
|
|
|
|