лаб 3 ТЭЦ. Лаб. №3 ИС. Лабораторная работа 3 ис исследование переходных процессов в rc цепи цель работы

Название	Лабораторная работа 3 ис исследование переходных процессов в rc цепи цель работы
Анкор	лаб 3 ТЭЦ
Дата	20.12.2021
Размер	37.38 Kb.
Формат файла
Имя файла	Лаб. №3 ИС.docx
Тип	Лабораторная работа #311507

Лабораторная работа № 3 - ИС
ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В RC ЦЕПИ
1. Цель работы:
1.1. Научиться рассчитывать и анализировать линейные цепи при переходных процессах.

1.2. Исследовать форму сигналов на выходе RC цепи при различных соотношениях постоянной времени цепи и длительности сигнала.
2. Подготовка к работе:
2.1. Изучить следующие вопросы курса:

2.1.1. Понятие о переходных процессах. Законы коммутации.

2.1.2. Постоянная времени цепи, скорость и время переходного процесса.

2.1.3. Законы изменения напряжения и тока в RC - цепи при подключении к источнику питания.

2.1.4. Законы изменения напряжения и тока в RC - цепи при отключении от источника питания.

2.1.5. Практическое применение переходных процессов в линейных цепях.
2.2. Ответить на контрольные вопросы:

2.2.1. Сформулируйте 1 закон коммутации.

2.2.2. Сформулируйте 2 закон коммутации.

2.2.3. Приведите формулы для расчёта постоянной времени RC цепи, времени переходного процесса?

2.2.4. Приведите формулу и график изменения напряжения на конденсаторе при включении источника питания.

2.2.5. Приведите формулу и график изменения напряжения на конденсаторе при отключении конденсатора от источника питания (разряд С на сопротивление цепи).
3. Предварительные расчёты:
В соответствии с данными своего варианта (таблица 7.1) рассчитать постоянную времени цепи τ, время переходного процесса t_ПП для следующих значений R: 100 Ом, 1000 Ом, 10 кОм. Для всех вариантов на входе цепи подключён генератор, который вырабатывает прямоугольные импульсы амплитудой Um, скважностью S=2 и частотой f = 100 кГц. Для прямоугольного сигнала рассчитать период сигнала Т, длительность импульса tи. Сравнить практическое время переходного процесса и длительность импульса, сделать вывод о завершении переходного процесса за время длительности импульса. Результаты расчётов и анализа занести в таблицу 7.2.

Рисунок 7.1 – Схема для расчёта RC цепи

Таблица 7.1 - Исходные данные

№ вар.	С, нФ	Um, В	№ вар.	С, нФ	Um, В	№ вар.	С, нФ	Um, В
1.	1,0	11	11.	2,0	21	21.	3,0	31
2.	1,1	12	12.	2,1	22	22.	3,1	32
3.	1,2	13	13.	2,2	23	23.	3,2	33
4.	1,3	14	14.	2,3	24	24.	3,3	34
5.	1,4	15	15.	2,4	25	25.	3,4	35
6.	1,4	16	16.	2,5	26	26.	3,5	36
7.	1,6	17	17.	2,6	27	27.	3,6	37
8.	1,7	18	18.	2,7	28	28.	3,7	38
9.	1,8	19	19.	2,8	29	29.	3,8	39
10.	1,9	20	20.	2,9	30	30.	3,9	40

Таблица 7.2 - Результаты предварительного расчёта

Исходные данные	№п.	R, Ом	, мкс	t_ПП, мкс	Сравнить t_ПП с tи = …мкс	Режим цепи: переходный или установившийся
Um =… В, С =…нФ, Т =…мкс, tи = …мкс	1.	100
	2.	1000
	3.	10000

4. Порядок выполнения работы:
4.1.Собрать схему рисунка 7.2. Установить на функциональном генераторе форму сигнала прямоугольную с частотой 100 кГц; Duty cycle: 50 % (скважность S = 2), амплитуду сигнала по исходным данным таблицы 7.1 постоянную составляющую Offset равной нулю. Установить значения ёмкости по варианту и сопротивления R = 100 Ом (данные 1).

Рисунок 7.2 – Схема для измерения RC цепи
4.2. Включить схему. Используя развёртки по вертикали и горизонтали, установить входной и выходной сигналы. Для удобства наблюдения изменений расположить их друг под другом. По осциллограммам определить период колебаний Т и разбить его на 10 равных частей. По осциллограммам определить мгновенные значения входного и выходного сигналов u(t) в 11-ти точках. Данные измерений занести в таблицу 7.3. Определить длительности входного и выходного (tи) импульсов по уровню 0,5 ^.Um.

4.3. Установить значение сопротивления R = 1 кОм (данные 2). Повторить измерения для выходного сигнала аналогично пункту 4.2. Данные измерений занести в таблицу 7.3. Определить длительность выходного импульса.

4.4. Установить значение сопротивления R = 10 кОм (данные 3). Повторить измерения для выходного сигнала аналогично пункту 4.2. Определить длительность выходного импульса.
Таблица 7.3 - Результаты измерений RC цепи

Условия

измерений

Пара-

метры

Точки измерений

t_И,

мкс

0,1Т

0,2Т

0,3Т

0,4

Т

0,5

Т

0,6

Т

0,7

Т

0,8

Т

0,9

Т

1,0 Т

Umвх=…В

t, мкс

uвх,В

R₁= 100

Ом

uвых₁,В

R₂= 1000

Ом

uвых₂,В

R₃=10 кОм

uвых₃,В

4.5. По данным таблицы 7.3 построить 4 временные диаграммы в едином масштабе (рисунок 7.3). На графиках обозначить масштаб по напряжению и времени, указать длительности импульсов на выходе для 3-х случаев.

4.6. Сделать вывод о влиянии постоянной времени цепи на скорость переходного процесса и на форму выходного сигнала.
5. Содержание отчёта:
5.1. Номер, название, цель работы.

5.2. Предварительные расчёты (таблица 7.2).

5.3.Схема измерений (рисунок 7.2), результаты измерений и расчётов (таблица 7.3). Привести расчётные формулы.

5.4. Временные диаграммы (рисунок 7.3).

5.6. Выводы по работе (о скорости переходного процесса, формы сигнала от сопротивления резистора).

Рисунок 7.3 – Временные диаграммы RC цепи