Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Московский Государственный Авиационный Институт
(Технический Университет)
Кафедра Теоретической электроники
Лаборатория ТОЭ
Отчет по работе №15
Переходные процессы в цепях R, C - цепях.
Студента
Белова Д.А.
группы 03-206
Отчет принял преподаватель
Градова С.
Алексеева В.Н.
“ “ 20 г.
подпись преподавателя
Работа 15. Переходные процессы в цепях R, c - цепях.
Цель работы - исследование переходных процессов в R, C - цепях первого порядка; определение влияния величин элементов цепи на длительность переходных процессов.
Резисторы R9 = 1 кОм, R10 = 1 кОм; конденсатор C15 = 1 мкФ; источник постоянного напряжения с регулируемой ЭДС Е2 = 0 24 В с внутренним сопротивлением Rвт 2 Ом; электронный ключ с частотой коммутации f = 50 Гц; блок переменного сопротивления R4 =1 999 Ом; блок переменной емкости C4 = 0,01 9,99 мкФ; резистор R2 = 50 Ом; двухканальный осциллограф.
Для обеспечения работы ключа с частотой f = 50 Гц тумблер "синхронизация" переключал в положение "внутр".
Экспериментальная часть
1. Собрал цепь генератора прямоугольных импульсов (ГПИ) рис. 1, установив предварительно напряжение источника постоянного напряжения U = 10 В.
2. Подключил один из каналов осциллографа к выходу ГПИ и зарисовал с экрана прямоугольные импульсы.
3. Для исследования переходных процессов в цепи при последовательном соединении элементов R, С собрал цепь по схеме рис. 2, установив C4 = 1 мкФ, R4 = 1 кОм.
4. Подключил к цепи рис. 2 осциллограф. Зарисовал с экрана кривые изменения напряжения u12 и u23.
Шток фазового сдвига выдвинут.
5. В цепи рис. 2 изменил значения R4 и C4 таким образом, чтобы постоянная времени :
б) увеличилась в два раза: = R4C4 = 2*10-3 (с); отсюда C4 = 10 мкФ, R4 = 200 Ом.
6. Для исследования переходных процессов в цепи при смешанном соединении элементов R, C собрал цепь пол схеме рис. 3, установив C4 = 1 мкФ, R4 = 1 кОм. Повторил п.4.
7. Рассчитать и установить в цепи рис. 3 такое значение R4, при котором установившееся значение напряжения на емкости C4 = 1 мкФ удовлетворяет условию , где Em= 10 В амплитудное значение прямоугольного импульса. Повторил п.4.
; ; R4 = 0,5R10 = 500 (Ом);
8. Собрал цепь по схеме рис. 4, установив Е2 = 10 В. Подключил к цепи осциллограф. Зарисовал с экрана кривые изменения напряжения U13 и U23, Шток фазового сдвига в исходном положении. Зарисовал с экрана кривые изменения напряжения u13 и u23.
Расчетная часть
1. Для цепи рис. 2 со значениями элементов, указанными в п.3, аналитически и по экспериментальным кривым переходных процессов определил:
а) постоянную времени: из п.5 а) экспериментальной части взял значение =1 мс, полученное аналитически;
По графику можно определить как (с).
б) независимые и зависимые начальные условия для моментов замыкания и размыкания электронного ключа:
I) Аналитически, при замкнутом ключе:
(B); (А); iу(t) = 0 A;
Из п.5 а) экспериментальной части взял значение p = -103 (с-1); A = iсв(0) = i(0) - iу(0) = 10-2 - 0 = 10-2;
iсв(t) = Aept = 10e-1000t (мА); i(t) = iу(t) + iсв(t) = 0 + 10e-1000t = 10e-1000t (мA).
Отсюда все необходимые начальные условия: i(0) = 10 (мА); u12(t) = i(t)*R4 = 10e-1000t (B); u12(0) = 10 (В);
(В); u23(0) = 0 = -10 + X (B); Х = 10 (В);
u23(t) = 10 - 10e-1000t (B);
График, полученный экспериментально, подтверждает эти данные.
II) Аналитически, при разомкнутом ключе:
(В); (А); iу(t) = 0 (A);
Из п.5 а) экспериментальной части взял значение p = -103 (с-1); A = iсв(0) = i(0) - iу(0) = -10-2 - 0 = -10-2;
iсв(t) = Aept = -10e-1000t (мА); i(t) = iу(t) + iсв(t) = 0 - 10e-1000t = -10e-1000t (мA).
Отсюда все необходимые начальные условия: i(0) = -10 (мА); u12(t) = i(t)*R4 = -10e-1000t (B); u12(0) = -10 (В);
(В); u23(0) = 10 = 10 + Х (B); Х = 0 (В);
u23(t) = 10e-1000t (B);
График, полученный экспериментально, подтверждает эти данные.
в) установившиеся значения напряжений и токов для двух положений электронного ключа:
Ключ замкнут: из предыдущего подпункта iу(t) = 0 (А); u12у(t) = iу(t)*R4 = 0 (B); (B);
Ключ разомкнут: из предыдущего подпункта iу(t) = 0 (А); u12у(t) = iу(t)*R4 = 0 (B); (B);
График, полученный экспериментально, подтверждает эти данные.
2. Для цепи рис. 4 классическим методом определил закон изменения напряжения на емкости uc и для двух положений электронного ключа. Построил кривую, изображающую закон изменения напряжения uc во времени, и сравнил ее с экспериментальной кривой, снятой с экрана осциллографа:
I.) Ключ замкнут: (В);
(А); icy(t) = 0 (A); (c-1);
A = iС(0) – iСy(0) = 5*10-3 – 0 = 5*10-3; iCсв(t) = Ae-pt = 5e-1000t (мА); iC(t) = iCy(t) + iCсв(t) = 0 + 5e-1000t = 5e-1000t (мА); u23 = 0 (B); (B); u23(0) = 5 = -5 + X; X = 10 (B);
u23(t) = 10 - 5e-1000t (B);
II.) Ключ разомкнут: (В);
icy(t) = 0 (A); (c-1); A = iС(0) – iСy(0) = -10-2 – 0 = -10-2;
iCсв(t) = Ae-pt = -10e-2000t (мА); iC(t) = iCy(t) + iCсв(t) = 0 - 10e-2000t = -10e-2000t (мА);
(B); u23(0) = 10 = 5 + X; X = 5 (B);
u23(t) = 5 + 5e-2000t (B);
u12, В
10
0
t, мс
10
20
30
40
i
ГПИ
2
1
C4
R4
E2
R2
Рис. 1
Рис. 2
3
ГПИ
эк
u23, В
10
u12, В
10
0
t, мс
10
20
30
40
0
t, мс
20
30
40
10
-10
40
30
20
10
t, мс
0
10
u23, В
-10
40
30
20
10
t, мс
0
10
u12, В
10
u12, В
5
0
t, мс
10
20
30
40
-5
u23, В
5
0
t, мс
10
20
30
40
R9
i9
2
1
i10
ic
i9
ic
i10
3
R9
Рис. 3
ГПИ
C4
R10
E2
C15
R10
1
2
3
эк
10
u12, В
0
t, мс
10
20
30
40
u23, В
0
t, мс
10
20
30
40
3,33
6,66
-3,33
10
u13, В
5
0
t, мс
10
20
30
40
u23, В
5
0
t, мс
10
20
30
40
10
u23, В
0
t, мс
10
5
(A)
(A)
(A)
(A)
u13, В
0
t, мс
10
10
5
2,5
7,5
5
2,5
7,5