Исследование переходных процессов

В НЕРАЗВЕТВЛЕННЫХ ЛИНЕЙНЫХ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ

Цель работы

Экспериментально исследовать переходные процессы в линейных электрических цепях с одним и двумя реактивными элементами.

Объект и средства измерения

Исследуемые электрические цепи включают в себя: магазин сопротивлений, магазин емкостей и катушку индуктивности R _к1, L _к1.

Питание исследуемых цепей осуществляется от генератора прямоугольных импульсов (ГПИ). Измерение параметров переходных процессов и их визуальное наблюдение производится с помощью электронного осциллографа С 1–67.

 

Рабочее задание

 

1. Собрать электрическую цепь, содержащую последовательно соединенные магазины сопротивлений и емкостей (рис. 7.1) Установить на магазине емкостей С – 0,25 мкф. Подключить разъем осциллографа к зажимам батареи емкостей. Подобрать такую величину сопротивления R (магазина сопротивлений), чтобы переходный процесс заканчивался за время где Т_им – период прямоугольного импульса источника питания. Зарисовать с осциллографа (друг под другом) кривые входного импульса и переходных напряжений на конденсаторе и резисторе.

2. Измерить начальные (при t = 0) и установившиеся значения снятых напряжений и занести данные опыта в табл. 7.1. Обратить внимание на выполнение законов Кирхгофа в момент коммутации и в установившемся режиме, а также законов коммутации.

 

Таблица 7.1

Исследование цепи

U max	UR (0)	UR пр	Uc (0)	U cпр	R н
мм	В	мм	В	мм	В	мм	В	мм	В	Ом
										∞
										R н = 2 R

 

3. Увеличить сопротивление магазина сопротивлений в два раза. Зарисовать осциллограммы изменения напряжения на емкости и сопротивлении.

4. Уменьшить (по сравнению с п. 1) сопротивление магазина сопротивлений вдвое, зарисовать осциллограммы напряжений на емкости и сопротивлении.

5. Определить постоянную времени переходного процесса в электрической цепи по результатам эксперимента пп. 1, 2 и 3.

6. Собрать электрическую цепь по схеме рис. 7.2, используя при этом, магазин сопротивлений R и катушку индуктивности R _к1, L _к1.

Подключив осциллограф к зажимам магазина сопротивлений, подобрать такую величину сопротивления, чтобы переходный процесс заканчивался за время . Зарисовать осциллограммы на сопротивлении и катушке индуктивности. Определить постоянную времени переходного процесса.

7. Собрать электрическую цепь по схеме рис. 7.3. Установить на магазине емкостей величину, равную 0, 25 мкф. Подключить осциллограф к магазину емкостей. Подобрать на магазине сопротивлений такую величину, чтобы переходный процесс в электрической цепи имел колебательный характер. Зарисовать осциллограммы напряжений на емкостях, сопротивлении и катушке индуктивности. Определить угловую частоту собственных затухающих колебаний и коэффициент затухания.

8. Установить на магазине сопротивлений величину сопротивления, при котором переходный процесс в электрической цепи будет иметь апериодический характер. Зарисовать осциллограммы напряжений на емкости, сопротивлении и катушке индуктивности.

9. Прокомментировать результаты эксперимента.

 

Методические указания

 

1. Постоянная времени переходного процесса экспериментально может быть определена следующим образом (рис. 7.4):

(рис. 7.4, а) или как подкасательная в любой точке графика переходного процесса (рис. 7.4, б).

 

а б

 

Рис. 7.4

 

 

2. Колебательный переходный процесс характеризуется коэффициентом затухания d и угловой частотой собственных затухающих колебаний контура w_св. Эти параметры экспериментально определяются следующим образом (рис. 7.5):

.

 

Рис. 7.5