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

66666. Основи педагогіки 139.5 KB
  Педагогіка це фундаментальна суспільна наука яка вивчає закономірності здійснення навчальновиховної діяльності а також функціонування систем освіти. Саме поняття педагогіка має дуже давню історію. Використання слів педагогіка дидактика і т.
66667. Жизнь и научная деятельность Константина Дмитриевича Глинки 105.79 KB
  Его отец дворянин Дмитрий Константинович Глинка один из прямых продолжателей рода великого композитора и музыкального деятеля М. Полынов описывая фотографию тех лет на которых запечатлены Глинка с супругой подчеркивает что форма солдата саперной...
66668. АКАДЕМИК КОНСТАНТИН КАЭТАНОВИЧ ГЕДРОЙЦ (1872-1932) 206.5 KB
  Константин Каэтанович Гедройц, выдающийся агрохимик и почвовед, занимает видное место среди исследователей почв. Главным направлением своей работы он выбрал изучение почвенного плодородия и пути его повышения. Работая с почвенными растворами, поставив колоссальное количество экспериментов...
66669. Педагогічні ідеї Івана Огієнка і сучасні концепції національного виховання 226.5 KB
  Педагогіка народного календаря складова народної педагогіки що передбачає виховання дітей та молоді шляхом залучення їх до сезонних робіт підтримання звичаїв участі у святах і обрядах. Основи національного виховання. Теорія і практика українського національного виховання.
66670. ЖИЗНЬ ТЕОФРАСТА. ЗЕМЛЯ И ПОЧВА 145.87 KB
  И как чувствовали себя в борьбе за истину первые исследователи основа тех самых гигантов на плечи которых становятся ученые последних столетий Как они понимали и познавали мир вокруг себя не имея ни стройной теоретической и опытной базы ни технического аппарат...
66671. История и методология почвоведения 67.89 KB
  Таковы прежде всего Гесиод и его последователи а затем помимо них первые натурфилософы. Уже скоро состоится состязание рапсодов и скоро царь Панед заслушает двух великих людей Гесиода и Гомера. Пожалуй при таком раскладе событий немало людей пожелали бы оказаться...