50093

Исследование переходных процессов в электрических цепях с источником постоянного напряжения

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Построение графиков напряжения и токов при переходных процессах. Построение графиков по расчётным данным:...

Русский

2014-01-15

517 KB

6 чел.

Министерство Образования

Российской Федерации

Брянский Государственный

Технический Университет

Кафедра «Промышленная Электроника»

Лабораторная работа № 8

исследование переходных процессов в электрических цепях с источником постоянного напряжения

                                                                   Студенты группы 03-ПЭ2

 Ножевник Н. В.

Паньков Т. Е.     

Брянск 2005


Цепь
RC.

1. Определение постоянных времени заряда  и разряда

конденсатора по графикам осциллографа.

                                               Исследуемая цепь

                                    График напряжения на конденсаторе C

                                   График напряжения на сопротивлении R0

f = 50 Гц, значит T = 0.02 c.   с –

постоянная времени разряда конденсатора

-постоянная времени разряда конденсатора.

2. Расчёт всех параметров цепи при подключении конденсатора С под постоянное напряжение Е и его замыкания на сопротивление R0. Построениеграфиков напряжения и токов при переходных процессах.

2.1 Подключение конденсатора С под постоянное напряжение Е.

iR + Uc = E ,так как  , то   . Полное напряжение на кон-

денсаторе Uc(t) = Ucпр +Ucсв, где Ucпр = Е, а Uccв = Ae. Составим характе-

ристическое уравнение для нахождения p:

Z(p) = (R0 + R1 + R2) +  = 0, значит

-постоянная времени заряда конденсатора С.

Начальные условия: t = 0; Uc = 0, значит  0 =А+ЕА = -Е

- напряжение на конденсаторе С.

- ток на конденсаторе С.

Начальные значения токов и напряжений(при t=0): Uc(0) = 0B; i(0)=0,04425A.

2.2 Разряд конденсатора на сопротивление R0.

Uc + iR = 0, так как i = , то  Полное напряжение на конденсаторе Uc(t)=Ucпр + Ucсв, где Ucпр= 0, а Uccв = Ae. Составим характеристическое уравнение для нахождения p:

Z(p) = (R0 + R2) +  = 0, значит

-постоянная времени разряда конденсатора С.

Начальные условия: t = 0; Uc = Е, значит А=Е

- напряжение на конденсаторе С.

- ток на конденсаторе С.

Начальные значения токов и напряжений(при t=0): Uc(0) = 0B; i(0)=0,04425A.

Построение графиков по расчётным данным:

0       1       2       3      4      5      6       7      8       9     10    11    12     13   14     15     16     17    18    19   20

                                                                                                                   1*10

                     График напряжений при переходных процессах.

  0       1       2       3       4        5      6        7       8       9      10     11      12     13     14     15     16      17    18     19    20

                                                                                                                                 1*10

                           График токов при переходных процессах.


Цепь
RL.

  1.  Определение постоянных времени подключения  и отклю-чения  катушки индуктивности по осциллограмме тока на сопротивлении R0.

                                                   Исследуемая цепь.

                График напряжения на катушки индуктивности L.

                                 График напряжения на сопротивлении R0.

f = 50 Гц, значит T = 0.02 c.   с –постоянная времени подключения катушки индуктивности.

-постоянная времени отключения катушки индуктивности.

2. Расчёт всех параметров цепи при подключении катушки индуктивности L под постоянное напряжение Е и её замыкания на сопротивление R0. Построение графиков напряжения и токов при переходных процессах.

2.1 Подключение катушки индуктивности L под постоянное напряжение.

Ток на катушке индуктивности i(t) = iпр + iсв, где iпр = E/R = =0.0429A, а iсв = Ae. Составим характеристическое уравнение для нахождения р: Z(p) = (R0 + R1 + R2 + Rk) + Lp = 0 =>  -19256.198 c, значит . Начальные условия: t = 0; i = 0, значит 0 = А +Е/R => A = -E/R = -0.0429. il(t) = 0.0429(1-e)A, a  Начальные значения токов и напряжений: t = 0; i= 0; U = E.

2.2 Закорачивание катушки индуктивности L  на сопротивление R0.

Ток на катушке индуктивности i(t) = iпр + iсв, где

iпр = 0, а iсв = Ae. Составим характеристическое уравнение для нахо-ждения р: Z(p) = (R0 + R2 + Rk) + Lp = 0 =>  -10991.736 c, значит .


Начальные условия:
t = 0 i = E/(R0 + R1+R2+

+Rk) = 0.0429 => A = 0.0429. i(t) = 0.0429e, a  12.1*10*

*(-471.545)е= -5.7057е.Начальные значения токов и напряжений: t = 0; i = 0.0429А; U = -5.69957В.

Построение графиков тока и напряжения по расчётным данным:

0         1       2       3        4       5       6       7       8       9      10     11     12      13     14     15     16      17    18      19    20

                                                                                                                                                                       1*10

                         График напряжений при переходных процессах.

  0       1       2       3        4       5      6        7      8        9      10     11      12     13     14     15     16      17     18    19    20

                                                                                                                      1*10

                         График токов при переходных процессах.


Цепь
RLC.

  1.  Определение характер переходных процессов и параметры колебате-

льного процесса ().

                                         Исследуемая цепь.

логарифмический декремент колебаний =>

где Uc(t)=6 B, a Uc(t+T)=4B и Т=0.0013с.

2.Определение корней характеристического уравнения переходных процессов, определение параметров колебательного процесса (и ).Построение графиков тока по расчётным данным.

  1.  Подключение RLC под постоянное напряжение Е.

Начальные условия t=0; uC(0+)=0, i(0+)=0.

Принужденные составляющие  uСпр=E,  iпр=0. Характеристическое уравнение

,p1=-3473.832;p2=-5947.655.

Так как корни характеристического уравнения действительные, то при подключении RLC под постоянное напряжение Е - апериодический процесс. Притом=>10 + 0.00404(-5947.655е+ +3473.832e) B.

  1.  Разряд конденсатора С на цепь RL.

Начальные условия  uC(0)=uC(0+)=Е =10В,   i(0–)=i(0+)=0. Характеристическое уравнение :   

Так как  , то корни характеристического уравнения –комплексные сопряженные

 

Значит p= -578.5124508.49. Переходное напряжение на конденсаторе: ), а ток  

Используя начальные условия, определим A и .

При t =0 uC(0+)=U0=Asin =10, 

             i(0+)=0=AC[–sin+cos].

Решая совместно полученные уравнения, найдем   

 

Таким образом,  ,

Построим графики напряжений и токов при переходных процессах:

0           1          2         3          4          5          6        7           8        9         10        11      12         13      14        15       16        17       18    19        20

                                                                                                           1*10


График напряжения на катушке индуктивности
L при переходных процессах.

  0         1          2        3           4          5         6         7          8         9         10        11       12       13       14        15       16       17        18        19      20

                                                                                                                1*10

График напряжения на конденсаторе при переходных процессах.

   0          1          2        3         4          5         6          7         8          9         10       11       12        13       14        15      16         17       18      19       20

                                                                                                                 1*10

                           График тока при переходных процессах.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

67522. Причины и признаки экологического кризиса. Глобальные экологические проблемы 114 KB
  По ходу развития цивилизации перед человечеством неоднократно возникали сложные проблемы порою планетарного характера. В полной мере эти проблемы проявились уже во второй половине и в особенности в последней четверти XX века то есть на рубеже двух веков и даже тысячелетий.
67523. Управление шаговым двигателем с реактивным ротором и линейным шаговым двигателем с постоянным магнитом 273.5 KB
  Фазы обмотки питаются прямоугольными импульсами напряжения. В ответ на каждый импульс ротор поворачивается на определенный угол и останавливается в ожидании следующего импульса. Показаны пути замыкания магнитного потока Ф созданного фазой А при подаче на нее импульса напряжения U0.
67524. Моменты синхронного двигателя и его пуск при питании от инвертора частоты. Синхронизирующий момент 595.5 KB
  Схема включения обмоток синхронного двигателя Вращающееся магнитное поле статора увлекает за собой ротор-индуктор который в установившемся режиме вращается синхронно с полем. Рассмотрим СД ротор которого имеет неявно выраженные полюса с постоянным магнитным потоком...
67525. Моментный электропривод с синхронным двигателем и синусно-косинусным вращающимся трансформатором 364.5 KB
  В целом электропривод ведет себя как электромеханическая система с пропорциональным управлением и гибкой тахометрической обратной связью. Следует обратить внимание, что амплитудно-модулированные сигналы и синусно-косинусный вращающийся трансформатор СКВТ были применены для получения двойной информации...
67526. АНТРОПОГЕННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА БИОСФЕРУ. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 258.5 KB
  По объектам загрязнения различают загрязнение поверхностных и подземных вод загрязнение атмосферного воздуха загрязнение почв и т. Источниками антропогенного загрязнения наиболее опасного для популяций любых организмов являются промышленные предприятия химические металлургические целлюлозно-бумажные...
67527. Обобщенная электрическая машина, соответствующая синхронному двигателю 270.5 KB
  Электрические машины разных типов имеют разное математическое описание. Современные электромеханические системы содержат электрические машины разных типов. Анализ таких систем оказывается затруднительным. Теория обобщенных электрических машин упрощает анализ сложных электромеханических систем, так как...
67529. АНТРОПОГЕННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА АТМОСФЕРУ 98.5 KB
  Охрана атмосферного воздуха ключевая проблема оздоровления окружающей природной среды. Человек может находиться без пищи пять недель без воды пять дней а без воздуха всего лишь пять минут. Оно происходит при вымывании аэрозолей из атмосферы осадками турбулентном перемешивании приземного слоя...
67530. Статическая устойчивость и торможение асинхронного электропривода. Уравнения, схема замещения и характеристики трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором 161.5 KB
  Токи обмотки ротора взаимодействуют с магнитным полем и возникает электромагнитный момент определяемый формулой М = с Ф0 I2 cos φ2 9.6 Электромагнитный момент определяется приближенной формулой 9. Упрощенная формула для электромагнитного момента имеет вид...