15335

Исследование переходных процессов в линейных электрических цепях

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Подготовка к работе В замкнутом контуре рис.1 после отключении его от источника постоянного или переменного напряжения могут возникнуть затухающие синусоидальные колебания обусловленные начальным запасом энергии в электрическом поле конденсатора и в магнитном

Русский

2013-06-11

94 KB

0 чел.

Подготовка к работе

В замкнутом контуре (рис.1) после отключении его от источника постоянного или переменного напряжения могут возникнуть затухающие синусоидальные колебания, обусловленные начальным запасом энергии в электрическом поле конденсатора  и в магнитном поле катушки индуктивности.

В общем случае состояние цепи определяется из дифференциального уравнения, составленного по второму закону Кирхгофа:

 

Рисунок 1.

Вид решения этого дифференциального уравнения зависит от характера корней характеристического уравнения:

Корни уравнения:

Когда , корни вещественные отрицательные и процесс изменения тока и напряжений имеет апериодический затухающий характер (рис. 2а). Если же R<Rкр, то возникает колебательный процесс (рис. 2б). Тогда решение дифференциального уравнения имеет вид:

 

Рисунок 2.

При уменьшении сопротивления от некоторого значения большего, чем Rкр  сначала увеличивается скорость затухающего апериодического процесса, затем,  при  R=Rкр качественно изменяется характер  процесса – он становится колебательным - и при дальнейшем уменьшении сопротивления увеличивается частота колебаний и уменьшается затухание. При R, стремящемся к нулю, частота стремится к резонансной частоте , а затухание δ – к нулю.

Задание

Исследовать влияние активного сопротивления на характер процесса разряда конденсатора на сопротивление и индуктивность. Сравнить экспериментальную частоту и затухание колебаний с расчётными значениями.

Рисунок 3

Дано:

L=40мГ;     С=0,22мкФ;    Rдоб=1кОм

Решение:

1.Измерили активное сопротивление катушки:Rк=74 Ом;

2.По формулам вычислили резонансную частоту и критическое сопротивление колебательного контура:

 

 

3.Включили виртуальные приборы и настроили виртуальный осциллограф для наблюдения кривых) uc(t) и ic(t) (наиболее удобная была развёртка 180-500мкС/дел.).

Определили по осциллографу период затухающих колебаний и вычислили частоту, используя развертку делений:

 

Убедились, что полученная частота близка к резонансной частоте. Плавно увеличивая добавочное сопротивление Rдоб, убедились, что частота колебаний слегка уменьшается, а затухание увеличивается и при большом сопротивлении процесс становится апериодическим. Установили регулятор потенциометра в положение, при котором процесс меняет характер, отключили питание и измерили омметром добавочное сопротивление:

 

Вычислили суммарное активное сопротивление в колебательном контуре:

 

Убедились что это сумма близка к RКР.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

58310. Ознайомлення з дією віднімання. Знак «–». Складання прикладів на віднімання за числовим відрізком та предметними малюнками. Написання цифр 28 KB
  Мета: на основі розгляду малюнків і практичних дій з предметами розкрити зміст дії віднімання взаємозв’язок дій додавання й віднімання; продовжувати роботу над формуванням в учнів навичок складання й розв’язання прикладів на додавання...
58311. Дія віднімання. Складання, запис і розв’язання прикладів на додавання й віднімання. Написання цифр 26.5 KB
  Мета: продовжувати роботу над формуванням в учнів вміння розрізняти дії віднімання та додавання; дати поняття про те що при відніманні результат обов’язково зменшується а при додаванні збільшується; вдосконалювати навички усної лічби...
58312. Зв’язок додавання й віднімання. Складання прикладів на віднімання з прикладів на додавання. Вимірювання довжини відрізків 29.5 KB
  Мета: формувати в учнів уміння складати приклади на додавання з прикладів на віднімання; вдосконалювати навички усної лічби розвивати логічне мислення учнів спостережливість увагу. Обладнання: предметні малюнки до теми таблиці прикладів картки доміно картки цифр.