13362

Аналіз перехідних режимів в лінійних електричних колах

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Лабораторна робота № 8 Тема: Аналіз перехідних режимів в лінійних електричних колах Мета: Вивчити методику комплексного дослідження перехідних режимів електричних кіл для визначення впливу різних факторів на вигляд та характеристики процесів з допомогою програ...

Украинкский

2013-05-11

571 KB

2 чел.

Лабораторна робота № 8

Тема: Аналіз перехідних режимів в лінійних електричних колах

Мета: Вивчити методику комплексного дослідження перехідних режимів електричних кіл для визначення впливу різних факторів на вигляд та характеристики процесів з допомогою програми схемотехнічного моделювання Electronics Workbench 4.0.

 

Проектування надійних електронних пристроїв пов’язане з обов’язковим врахуванням можливих відхилень режиму кола від деякого номінального, як це спостерігається, зокрема, при перехідних режимах. Пояснюється це тим, що величини, які характеризують процеси, при зміні одного усталеного режиму іншим можуть істотно відрізнятися від їх значень в номінальному режимі.

Основним інструментом при експериментальних дослідженнях перехідних режимів є осцилограф, який не лише дає форму часової залежності досліджуваної величини, але й служить для кількісних вимірювань.

В роботі використовується перехідний режим аналізу кола (в опорному меню Circuit / Analysis Options / Transient). При виконанні розрахунків рекомендується використати програму NUMERI [1].

 

Програма виконання лабораторної роботи 

  1.  Розрахунок.
  2.  Розрахунок опору резистора, який забезпечує періодичний  характер перехідного процесу в заданому колі
  3.  Розрахунок перехідного режиму досліджуваного кола.
  4.  Експеримент.
  5.  Отримання осцилограми перехідного процесу в заданому колі і визначення за нею необхідних характеристик.
  6.  Дослідження впливу зміни параметрів елементів на вигляд та характеристики перехідного процесу.
  7.  Розрахунок.
  8.  Розрахунок перехідного процесу в досліджуваному колі з параметрами п.2.2.
  9.  Побудова  графіків заданих величин в перехідних процесах.

Методика проведення досліджень

  Схема досліджуваного кола та її параметри вибираються згідно з варіантом  за рис.4.1 та табл. 4.1.

Пункт 1 програми

  1.  Для обраної схеми згідно варіанту завдання розрахуйте критичне значення RK1 опору резистора R1, яке визначає граничний випадок аперіодичного перехідного процесу при замиканні ключа S1.
  2.  Для значення R1 = 0,01RK1 розрахувати затухання і частоту свобідних коливань. Розрахуйте перехідний процес для величини, вказаної в табл.4.1, при замиканні ключа S1. Якщо досліджувана величина - iL або uC , то рекомендується вибрати класичний метод розрахунку, в інших випадках - операторний метод. Побудуйте графік досліджуваної величини.

Таблиця 4.1.

Варіанти параметрів елементів схем 1 - 5.

   Варіант            U,            R2,                R3,              C,                 L,                 Досліджувана

                             V                               k              F               mH                   величина

1                 12       500              1,0               0,5               20                iC

2                 14            550              1,2               0,7               25                    uL

3                 16            600              1,4               0,8               30                    iL   

4                 18            650              1,6               0,9               35                    uC  

5                 20            700              1,8               1,0               40                    uR1 

6                 22            750              2,0               1,1               45                    iC

7                 24            800              2,2               1,2               50                    uL

8                 26            850              2,4               1,3               55                    iL

9                 28            900              2,6               1,4               60                    uC

10               30            950              2,8               1,5               65                    uR1                             

Пункт 2 програми

  1.  Складіть задане коло і встановіть параметри його елементів згідно з п.1 програми досліджень. Отримайте на екрані осцилографа графік досліджуваної величини і визначіть затухання 0 і період Т0  свобідних коливань. При визначенні 0  можна скористатися двома послідовними максимальними значеннями  А1  і А2  затухаючих періодичних коливань. Тоді експериментальне значення

0  =  (1/Т0) ln(A1/A2)

     Дані вимірів та розрахунків звести в табл.4.2. В разі, якщо відносна похибка  >15% після консультації з викладачем повторити розрахунок або  експеримент.

  1.  На основі осцилограм отримати графіки перехідного процесу при варіації R1 з метою знаходження R1min , що забезпечує мінімальний час tП перехідного процесу

Для зняття осцилограми струму вхід осцилографа підключити паралельно до резистора, який включений в вітку з досліджуваним струмом. При цьому масштаб струму

mI = mU / R

де     mU  -  масштаб напруги,

        R -     опір резистора паралельно до якого підключений осцилограф.

Всі зняті осцилограми повинні бути оформлені в звіті у вигляді графіків i(t), u(t)

Таблиця 4.2.

Результати досліджень перехідного процесу при замиканні ключа S1

 Величина                       Розрахунок                        Експеримент                        , %

 

      0,   s-1

      Т0,  ms

      0 ,  s-1

Пункт 3 програми

3,1, Для досліджуваної згідно з варіантом завдання величини розрахуйте перехідний процес, використовуючи параметри елементів п.2.2 (R1 = R1min).

3,2, Побудуйте графік перехідного процесу. Порівняйте час tП , отриманий в експерименті та в розрахунках. Оцініть похибку і в разі необхідності повторіть дослідження.

Зробити висновки по роботі, звернувши увагу на причини, що привели до розходжень експериментальних та розрахованих значень величин, та на вплив параметрів на вигляд та характеристики перехідного процесу.

Питання для самоперевірки

  1.  Які особливості  моделювання моделювання перехідних процесів Electronics Workbench?
  2.  Сформулюйте і проілюструйте закони комутації.
  3.  Яка умова аперіодичного перехідного процесу в колах 2-го порядку?
  4.  Яка послідовність розрахунку перехідних процесів класичним методом?
  5.  Яка послідовність розрахунку перехідних процесів операторним методом?

Л І Т Е Р А Т У Р А

  1.  Шрюфер Е. Обробка сигналів. - К.: Либідь,1992.

Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил А.В., Страхов С.В. Основы теории цепей. - М.:Энергоатомиздат. - 1989, с.234 - 288.

Бессонов Л.А., Теоретические основы электротехники.Электрические цепи. - М.: - Высшая школа. - 1984, с.190 - 207, 212 - 214, 217 - 219, 230 - 246.

                     а)                                                                          б)

                      в)                                                                                   г)

                                                               д)

                                                 Рис. 4.1.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

47816. Физика. Учебно-методический комплекс 1.67 MB
  Общие свойства и характеристики волновых процессов. Заряды одного знака отталкиваются друг от друга заряды разных знаков притягиваются рис. Шелк Стекло = Мех Янтарь = Рис. Величина элементарного заряда по абсолютной величине в СИ: Электрические заряды присущи многим элементарным частицам в частности электронам и протонам входящим в состав различных атомов из которых построены все тела в природе.
47817. ОБЛІК У БЮДЖЕТНИХ УСТАНОВАХ. КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ 1.48 MB
  Метою вивчення дисципліни є засвоєння теорії і практики бухгалтерського обліку в бюджетних установах оволодіння студентами базовими знаннями з організації і функціонування бюджетних установ формування вміння орієнтуватись у законодавчонормативних документах та інструктивнометодичних матеріалах з організації та методики бухгалтерського обліку в...
47818. ОСНОВЫ ПРАВА 891 KB
  Теория права. Признаки государства: Наличие особой публичной власти не совпадающей с основным населением особый аппарат управления и принуждения Территориальная организация населения государство защищает интересы каждого субъекта находящегося на его территории в отличие от власти в догосударственный период когда интересы субъекта защищались либо по признаку принадлежности к данному сообществу либо по признаку родства Наличие права Налоги обязательные платежи с субъектов идущие в т. на содержание “публичной властиâ€...
47819. Інвестування. Навчально-методичний посібник 789 KB
  Рецензенти: РВВ ЖДТУ Житомир 2005 ВСТУП Мета і завдання дисципліни її місце у навчальному процесі Актуальним завданням на сьогодні є розвиток інвестиційної діяльності спрямованого на створення привабливого інвестиційного середовища та суттєвого нарощування обсягів інвестицій. Разом з тим річні обсяги інвестицій в Україні поки ще залишаються на низькому рівні через велику низку причин: несприятливий інвестиційний клімат нерозвинутість фондового ринку та фінансовокредитної системи високий податковий тиск неефективне використання...
47821. Художественные направления, течения и школы в литературе ХХ века. Модернизм и постмодернизм: проблема соотношения понятий в современном литературоведении 61.5 KB
  Модернизм и постмодернизм: проблема соотношения понятий в современном литературоведении. Открыть и разрешить вопрос соотношения модеонизма и постмодернизма. Воникновение и развитие постмодернизма. Попарт сегодня предстает как переход от модернизма к постмодернизму.
47823. Вялікая Айчынная вайна савецкага народа 1.44 MB
  Рэкамендавана да выдання Камісіяй па прыёмцы і атэстацыі электронных версій вучэбных і вучэбна-метадычных матэрыялаў Акадэмii кiравання пры Прэзiдэнце Рэспублiкi Беларусь
47824. Экологические проблемы России. Источники загрязнений. Классификация загрязнений 6.4 MB
  Она влияет на атмосферу потребление кислорода выбросы газов влаги и твердых частиц гидросферу потребление воды создание искусственных водохранилищ сбросы загрязненных и нагретых вод жидких отходов и на литосферу потребление ископаемых топлив изменение ландшафта выбросы токсичных веществ. Загрязненные сточные воды в основном содержат минеральные вещества 90 от массы загрязняющих веществ взвешенные вещества 9 нефтепродукты 02. Основными водопользователями являются атомные электростанции АЭС их доля в водопотреблении...