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

11 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

74039. Монголо-татарское нашествие на Русь. Его последствия. Русь и Орда 44 KB
  Благодаря тому обстоятельству, что большинство окружающих их соседей к этому времени уже преодолели стадию первичной агрессивности, свойственную молодым государствам, и, находясь на стадии политического раздробления, утратили в значительной степени свои способности противостоять сильному и единому противнику
74040. Становление Руси XIV- XV вв. Становление единого российского государства 38 KB
  Успех Дмитрия Донского предопределил основы политики последующих московских князей на третьем этапе (XV в.), которую можно охарактеризовать как собирание русских земель Москвой уже в качестве единоличного лидера, не имеющего себе равных противников.
74042. Реформы Петра I 43 KB
  Реформы Петра I. Реформы проведенные Петром считаются и вполне правомерно одним из важнейших периодов в истории России а самого Петра I даже большинство западных историков характеризует как личность наиболее поразительную в истории Европы после Наполеона как самого значительного монарха раннего европейского Просвещения Виттрам Р. Собственно первые действия Петра I после перехода власти в его руки фактически продолжают линию правительства царевны Софьи как во внутренней так и во внешней политике. Тщетность попыток привлечь...
74043. Основные этапы антропогенеза. Проблемные вопросы антропогенеза 35 KB
  Именно человекаумелого принято считать отправной точкой А. вопрос о критериях человека. Наука различает биологическую и социальную природу человека т. вопрос о прародине человека.
74044. Общая характеристика цивилизаций древнего Востока 59 KB
  Деспотия форма государственного устройства и правления при которой самодержавный властитель неограниченно распоряжается в государстве выступая по отношению к подданным в качестве господина и хозяина форма выживания речных цивилизаций. При этом носитель светской власти считался важнее представителей власти духовной. Объединение всей страны под началом единого царя фараона равного которому по объему власти в то время еще не знало человечество сыграло свою...
74045. Эллинистическая цивилизация. Сущность эллинизма в историографии 34.5 KB
  После смерти Александра Македонского, начинается борьба между наследниками. Борьба проходила в два этапа: сначала сражались «диадохи» - полководцы Александра, а затем их потомки – «эпигоны». В результате Держава распалась на ряд царств: Македонию, Египет, государство Селевкидов, Пергам ит.д.
74046. Пути формирования феодальных отношений в Западной Европе в период Раннего Средневековья (V – XI вв.) 42.5 KB
  Проблема происхождения феодализма возникла одноврем. Зато возникла и быстро приобрела популярность теория генезиса феодализма в процессе германороманского синтеза. Энгельс подходя к решению проблемы генезиса феодализма с материалистических позиций рассматривали этот процесс как переход от рабовладельческой социальноэкономической формации к феодальной. и концепция синтезного происхождения феодализма преобладавшая во французской и русской медиевистике.