15334

Процессы включения и отключения цепи с катушкой индуктивности

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Общие сведения Цепь с одной катушкой индуктивности так же как и цепь с одним конденсатором описывается дифференциальным уравнением первого порядка. Поэтому все токи и напряжения в переходном режиме изменяются по экспоненциальному закону с одной и той же постоянной вр

Русский

2013-06-11

75 KB

16 чел.

Общие сведения

Цепь с одной катушкой индуктивности, так же как и цепь с одним конденсатором описывается дифференциальным уравнением первого порядка. Поэтому все токи и напряжения в переходном режиме изменяются по экспоненциальному закону с одной и той же постоянной времени () от начального значения до установившегося. Причём, начальное значение тока в индуктивности равно току в ней непосредственно перед коммутацией, так как ток в катушке не может изменяться скачком по закону коммутации. Напряжение на катушке может изменяться скачком  и при отключении может достигать весьма больших значений.

В данной работе коммутация (включение и выключение цепи) осуществляется транзистором, на базу которого подаются однополярные прямоугольные отпирающие импульсы тока от генератора напряжений специальной формы с частотой 200 Гц. Поэтому оба переходных процесса периодически повторяются и их можно наблюдать на обычном или виртуальном осциллографе.

Задание

Вывести на дисплей виртуального осциллографа кривые тока и напряжения на катушке индуктивности при подключении и отключении источника постоянного напряжения. Определить экспериментально и рассчитать докоммутационные (t = - 0),  начальные (t = + 0) и установившиеся (t®) значения тока и напряжения на катушке, определить по осциллограмме постоянную времени цепи.

Рисунок 1

Данные для расчета

E=23,6 В

L=40 мГн

R=330 Ом

Решение

В начальный момент времени (t=0--) цепь разомкнута и тока в цепи нет (i=0).

Рисунок 2

Для момента (t=0+) по I закону коммутации:

 

 

В момент времени () в цепи происходит короткое замыкание

Рисунок 3

 

Затем рассчитаем закон изменения тока

 

  •  Соберите цепь согласно схеме (рис.1), включив в неё вместо изображенных измерительных приборов  соответствующие гнёзда коннектора.
  •  Определите по графику или непосредственно по осциллографу докоммутационные (t = - 0) начальные (t = + 0) и установившиеся (t®) значения токов и напряжений на катушке когда ключ размыкается. Занесите их в табл. 1.
  •  Рассчитайте токи и напряжения на катушке для этих же моментов времени, занесите результаты также в табл. 1. Сравните результаты расчёта и эксперимента.

Таблица 1

Момент времени

Включение, t = 0,12 мс

uL, В

iL, мА

- 0, расчёт

23,6

0

- 0, эксперимент

23

0

+ 0, расчёт

23,6

71,5

+ 0, эксперимент

23,1

58

, расчёт

 

 

, эксперимент

23,1

19


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

13244. Дослідження двокаскадного транзисторного підсилювача 710.5 KB
  Лабораторна робота №6 Тема: Дослідження двокаскадного транзисторного підсилювача Мета: Дослідження амплітудних і частотних характеристик двокаскадного підсилювача Прилади й елементи Осцилограф Біполярні транзистори 2N2712 Джерело постійної ЕРС Джерел...
13245. Характеристики операційного підсилювача 209 KB
  Лабораторна робота №7 Тема: Характеристики операційного підсилювача Мета: 1. Вимірювання вхідних струмів операційного підсилювача ОП. Оцінка величин середнього вхідного струму і різниці вхідних струмів ОП. Вимірювання напруги зміщення ОП Вимірювання ...
13246. Дослідження операційного підсилювача із зворотними звязками 1.41 MB
  Дослідження амплітудних і частотних властивостей операційного підсилювача. Вивчення впливу негативного зворотного звязку на характеристики операційного підсилювача Вимірювання напруги зміщення ОП.
13247. Неінвертуюче та інвертуюче ввімкнення операційного підсилювача 194 KB
  Лабораторна робота №9 Тема: Неінвертуюче та інвертуюче ввімкнення операційного підсилювача. Мета: 1. Вимірювання коефіцієнта підсилення схем неінвертуючого та інвертуючого ввімкнення операційного підсилювача. Визначення різниці фаз між вихідною і вхідною ...
13248. Сумування напруг у схемах на ОП 213 KB
  Лабораторна робота №10 Тема: Сумування напруг у схемах на ОП Мета: 1. Аналіз роботи схеми суматора на ОП. Дослідження сумування двох постійних вхідних напруг. Дослідження сумування постійної і змінної вхідної напруги. Дослідження сумування двох змінних
13249. Вивчення резонансу в електричному колі змінного струму 870.5 KB
  Лабораторна робота № 10 Тема: Вивчення резонансу в електричному колі змінного струму. Мета: виявити явище резонансу в електричному колі шляхом дослідження залежності сили струму в ньому від частоти змінної напруги; дослідити вплив активного опору на форму резонансн
13250. Визначення розмірів плати за забруднення ґрунтів 55 KB
  Лабораторна робота № Тема: Визначення розмірів плати за забруднення ґрунтів Теоретична частина Ґрунт це самостійне природне тіло яке утворилося з поверхневих шарів гірських порід під сукупним впливом тварин рослин мікроорганізмів клімату води рельєфу місц...
13251. Розрахунок санітарно-захисної зони для джерела електромагнітного випромінювання 45 KB
  Лабораторна робота № Розрахунок санітарнозахисної зони для джерела електромагнітного випромінювання Теоретичні відомості Основними джерелами електромагнітних полів ЕМП є: атмосферна електрика радіовипромінювання електричне та магнітне поля Землі потуж
13252. Оцінка рівня радіаційного фону 56.5 KB
  Лабораторна робота № Тема: Оцінка рівня радіаційного фону Теоретична частина Випромінювання з високою енергією здатні віднімати електрони від атомів і приєднувати їх до інших атомів з утворенням пар позитивних і негативних іонів називається іонізуючим випромі