Анализ переходных процесов Метод свертывания Синтез активных полосовых фильтров
ТОЭ Компьютерный монтаж Основы Flash Corel DRAW Учебник по схемотехнике Законы Кирхгофа P-CAD Autodesk Mechanical Desktop Электротехника Атомная физика Графический пакет OrCAD Теория множеств Оптическая физика Дифференциалы Интегралы Магнитные свойства Зонная теория Квантовая статистика Квантовая физика Магнитное поле Электростатика Геометрическая оптика Основы теории относительности Волновая функция Главную Использование программы Mathcad Расчет разветвленной электрической цепи метод контурных токов метод узловых потенциалов метод наложения

Лабораторные работы по электротехнике (ТОЭ)

Лабораторная работа 3

ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОМ РЕЗОНАНСНОМ КОНТУРЕ

1. Цель работы

Экспериментально исследовать переходные процессы в последовательном колебательном контуре RLC при воздействии прямоугольного импульса.

2. Задание на самостоятельную подготовку к работе

2.1. Изучите методы анализа переходных процессов в цепях, содержащих R, L, C и особенности определения реакций в этих цепях при воздействии прямоугольного импульса.

2.2. В соответствии со своим номером варианта выпишите из табл. 3.1 значения параметров RLC-контура (рис. 3.1) и рассчитайте значение Скр, при котором возникает критический режим, используя соотношение Rкр= 2. Полученное значение Скр занесите в табл.3.2.

2.3. Определите, какой режим будет при C1 и С2. Качественно постройте графики  при С1 и С2 при воздействии прямоугольного импульса tи=200 мкс.

Рис. 3.1

2.4. Рассчитайте С3 так, чтобы период свободных колебаний Tс=50 мкс:

Tс = .

2.5. Рассчитайте и запишите в табл. 3.2 и 3.3 следующие величины:

а) добротность контура при разных значениях емкости С1, С2, С3, Скр:

 

б) значение периода свободных колебаний Tс при С=С2:

Tс =  =

в) корни характеристического уравнения p1 и p2, величины декремента затухания Δ и логарифмического декремента затуханияּαTс при С=С2 и С=С3:

Р1,2=-α±jωс, α=; ; ;

; αTс=lnΔ

 Таблица 3.1

Значения параметров RLC-контура

Вариант

Лаборатория 1 (631)

Лаборатория 2 (620)

R,

Ом

L,

мГн

C1,

мкФ

C2,

мкФ

R,

Ом

L,

мГн

C1,

мкФ

C2,

мкФ

1

144

3,14

0,75

0,05

144

4,64

0,95

0,045

2

234

6,364

0,7

0,025

234

6,28

0,72

0,028

3

146

4,46

0,95

0,056

146

4,8

0,95

0,05

4

230

6,878

0,65

0,04

230

6,9

0,75

0,04

5

228

7,88

0,85

0,032

228

6,86

0,82

0,038

6

228

4,677

0,55

0,026

228

5,08

0,65

0,028

7

209

4,458

0,75

0,03

209

4,654

0,75

0,035

8

212

4,510

0,69

0,052

230

5,24

0,85

0,05

9

234

4,774

0,62

0,025

234

4,54

0,65

0,028

10

231

6,994

0,72

0,035

231

6,42

0,85

0,04

11

116

2,21

0,85

0,055

116

1,8

0,84

0,06

12

212

4,51

0,85

0,027

231

5,24

0,88

0,035

2.6. Рассчитайте и занесите в таблицу 3.3 корни характеристического уравнения p1 и p2 при С=С1 и С= Скр, используя формулу

Р1,2=

2.7. Покажите на комплексной плоскости расположение корней характеристического уравнения при различных значениях емкости С1, Скр, С2, С3 с указанием соответствующей величины добротности Q.

3. Задание для экспериментальной работы

3.1. Для экспериментального исследования переходного процесса в последовательном колебательном контуре соберите цепь (рис. 3.2).

 


Рис. 3.2

3.2. Подготовьте к работе генератор Г5-60 и осциллограф С1-83. Установите на Г5-60

напряжение 1 В, длительность импульсов tи =200 мкс, период их следования Т=660 мкс.

На 1-й канал осциллографа подайте напряжение с сопротивления R2, а на второй канал – с емкости C. Получите на экране осциллографа с 1-го канала изображение одного импульса размером 4 х 4 дел. Получите на экране осциллографа со 2-го канала изображение напряжения , соответствующее импульсу 1-го канала. При всех дальнейших измерениях ручки «время/дел» и «V/дел» не трогайте.

3.3. Установите С=С3. Снимите осциллограмму . Нанесите на осциллограмме точки на оси абсцисс, соответствующие началу импульса, его окончание, измерьте период свободных колебаний Tс, ucсв(t) и ucсв(t+Tc), вычислите их отношение , логарифмический декремент затухания αTс=lnΔ, Р1, Р2, результаты эксперимента запишите в табл. 3.2.

3.4. Повторите эксперимент для емкости С=С2. Сделайте вывод о зависимости периода свободных колебаний и логарифмического декремента от величины емкости контура.

3.5. Установите емкость С=С1 и снимите соответствующую осциллограмму.

 Таблица 3.2

Результаты расчета и анализа на ПК

Предвари-

тельный

расчет

C,

мкс

Q

Tс,

мкс

Δ=

αTс

Р1,2=-α±jωс, 1/с

С2

С3

Результаты

экспери-мента

Измеряется

по графикам

Вычисляется

по данным измерений

αTс=ln Δ

С2

C3

 Таблица 3.3

Результаты расчета Q, р1 и р2

C,мкФ

Q

Р1=

Р2=

С1

задано

Скр

4. Указания защите

4.1. Отчет должен содержать:

- схему исследуемой цепи;

-графики напряжений на элементах R, L, C при разных значениях С. На графиках указать, какому режиму колебаний они соответствуют: апериодическому, критическому или колебательному;

-табл. 3.2 и 3.3;

- на комплексной плоскости показать расположение корней характеристического уравнения, рассчитанных по пп.2.5 и 2.6;

- выводы о влиянии величины емкости на добротность контура, период собственных колебаний, декремент затухания и длительность переходного процесса

Контрольные вопросы

1. Какой режим будет в последовательном RLС-контуре при R= 2=Rкр, R > Rкр,

R < Rкр?

2. Что следует понимать под начальными условиями для контура RLC?

3. Какие режимы собственных колебаний возможны в последовательном RLC-контуре?

5. Какие корни характеристического выражения соответствуют каждому из режимов?

6. Какой физический смысл имеют вещественная и мнимая составляющие корней?

7. Как должны измениться потери в цепи, чтобы критический режим перешел в апериодический? в колебательный?

8. Какой вид будет иметь свободная составляющая ucсв(t), если корни характеристического уравнения отрицательные вещественные числа? Комплексно-сопряженные числа? Кратные корни?

8. Может ли частота свободных колебаний ωсв в контуре RLС быть выше (равна, ниже) резонансной частоты ωо этого же контура?

Источники питания цепи постоянного тока - это гальванические элементы, электрические аккумуляторы, электромеханические генераторы, термоэлектрические генераторы, фотоэлементы и др. Все источники питания имеют внутреннее сопротивление
Курсовая и лабораторная работа по теории электрических цепей