Лабораторная работа 13

Исследование переходных процессов

в электрических цепях

1 Цель работы:

1.1 Исследовать переходные процессы в цепях первого порядка при скачкообразном напряжении на входе цепи.

2 Литература:

2.1 Бакалов В.П. Основы теории цепей: учебник для вузов / В.П. Бакалов, В.Ф. Дмитриков, Б.И. Крук. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Горячая линия-Телеком, 2009.

2.2 Дмитриев В.Н. Основы теории цепей. Конспект лекций: учебное пособие для вузов / В.Н. Дмитриев, М.М. Зелинский. - Астрахань: изд-во АГТУ, 2008.

3 Подготовка к работе:

3.1 Повторить теоретический материал [2.1], [2.2].

3.2 Подготовить бланк отчета.

3.3 Ответить на вопросы для допуска к работе:

3.3.1 Сформулировать первый закон коммутации.

3.3.2 Сформулировать второй закон коммутации.

3.3.3 Что такое постоянная времени цепи, ее физический смысл?

3.3.4 Как графически по временной диаграмме рассчитать постоянную времени?

4 Основное оборудование:

4.1 ПК.

5 Задание:

5.1 Экспериментально получить кривые напряжения на конденсаторе Сн и катушке Lа в цепи RC и RL соответственно при воздействии напряжением прямоугольной формы.

5.2 Рассчитать величину постоянной времени τ для каждого опыта, принимая во внимание, что Сн=0.25 мкФ, Lа=45 мГн.

6 Порядок выполнения работы:

6.1 Включить схему.

6.2 При подготовке к выполнению лабораторной работы студенты должны повторить правила работы на компьютере, особенности программы Electronics Workbench и теоретический материал соответствующий данной работе. Подготовить бланк отчета.

В данной работе необходимо исследовать переходные процессы в RC- цепи первого порядка.

Для выполнения работы запустить программу WB, раскрыть папку " Лаб. работы WB", раскрыть папку " Лаб. работы по электротехнике", открыть файл " n 13 переходные процессы" на экране монитора появится схема для исследований (Рисунок 13.1). Данная схема после включения переходит в режим паузы после каждого заполнения экрана осциллографа.

Рисунок 13.1 - Исследование

переходных процессов RC-цепи

Запустить процесс моделирования (нажать значок I на кнопке " Пуск"):

- зарисовать осциллограммы.

6.3 Поочередно подключая сопротивления R1, R2, R3, R4 с помощью переключателей S1, S2, S3, S4 обязательно отключая предыдущий (не допускается параллельное соединение сопротивлений) и нажимая кнопку " Pause - Resume", зарисовать осциллограммы (при необходимости расширить экран осциллографа кнопкой " Expand").

6.4 Вместо конденсатора С1 подключить катушку индуктивности L1 с помощью переключателя S5 (" пробел"):

- поочередно подключая сопротивления R1, R2, R3, R4 с помощью переключателей S1, S2, S3, S4 обязательно отключая предыдущее (не допускается параллельное соединение сопротивлений), зарисовать осцилло-граммы (нажимая кнопку " Pause - Resume") (при необходимости расширяя экран осциллографа кнопкой " Expand");

- выключить схему (нажать значок O на кнопке " Пуск");

- вернуть схему в исходное состояние (положение переключателей и измерительных приборов).

Выход из программы после завершения моделирования осуществляется стандартным путем Windows (кнопка - крестик в правом верхнем углу экрана).

ВНИМАНИЕ: на запрос системы о необходимости сохранения изменений в схеме ответить " Нет "!

7 Содержание отчета:

7.1 Номер работы и ее название.

7.2 Цель работы.

7.3 Электрическая схема (Рисунок 13.1).

7.4 Временные диаграммы входного напряжения и выходного напряжения для цепи RL и RC с указанием величины постоянной времени для каждого опыта.

7.5 Контрольные вопросы.

8 Контрольные вопросы:

8.1 Рассчитать ЭДС самоиндукции e_L(0+) и напряжение на вольтметре u_v(0+) в момент отключения контура от источника постоянного напряжения: U=100 В, Rv = 10 кОм, L = 2 мГн, R = 100 Ом.

Uv(t). 3А

Рисунок 13.2

Литература

Основная:

1 Ушаков П.А. Цепи и сигналы электросвязи: учебник для СПО / П.А. Ушаков. - М.: Академия, 2010.

2 Дмитриев В.Н. Основы теории цепей. Конспект лекций: учебное пособие для вузов / В.Н. Дмитриев, М.М. Зелинский. - Астрахань: Изд-во АГТУ, 2008.

3 Бакалов В.П. Основы теории цепей: учебник для вузов / В.П. Бакалов, В.Ф. Дмитриков, Б.И. Крук. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Горячая линия-Телеком, 2009.

Дополнительная:

1 Лоторейчук Е.А. Теоретические основы электротехники: учебник. - М.: Форум, 2009.

2 Данилов И.А. Общая электротехника с основами электроники: учебное пособие для неэлектротехн. спец. техникумов / И.А. Данилов, П.М. Иванов. -
2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 2009.

3 Жаворонков М.А. Электротехника и электроника: учебное пособие для вузов / М.А. Жаворонков, А.В. Кузин. - 2-е изд., стереотип. - М.: Академия, 2008.

4 Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы: учебник для вузов / С.И. Баскаков. - 5-е изд., стереотип. - М.: Высшая школа, 2005.

Интернет-ресурсы:

1 https://www.uisi.ru/

2 https://www.toehelp.ru/

3 https://www.toe.fit.mirea.ru/

4 https://electrichelp.ru/

5 https://www.studfiles.ru/