Главная страница
Навигация по странице:

  • Сибирский Государственный Университет Телекоммуникаций и Информатики Межрегиональный центр переподготовки специалистов

  • Выполнил :Группа : СДТ- 44 Проверил

  • 1. Переходные процессы в RC-цепях

  • 2. Переходные процессы в RL-цепях

  • Выводы по работе

    		•

    ОТЦ. Лабораторная работа 1 по ОТЦ. Переходные процессы в цепях с одним реактивным элементом


    Скачать 0.66 Mb.
    НазваниеПереходные процессы в цепях с одним реактивным элементом
    Дата14.03.2022
    Размер0.66 Mb.
    Формат файлаdoc
    Имя файлаЛабораторная работа 1 по ОТЦ.doc
    ТипЛабораторная работа
    #395257

    Министерство РФ по связи и информатизации
    Сибирский Государственный Университет Телекоммуникаций и Информатики
    Межрегиональный центр переподготовки специалистов


    Лабораторная работа № 1 по предмету Основы теории цепей




    На тему: « Переходные процессы в цепях с одним реактивным элементом»



    Выполнил:

    Группа:СДТ-44

    Проверил: ___________________

    Новосибирск, 2004



    Лабораторная работа № 1

    Переходные процессы в цепях с одним реактивным элементом

    Цель работы

    Изучение и компьютерное моделирование переходных процессов, возникающих при коммутациях в цепях первого порядка, содержащих сопротивление и емкость либо сопротивление и индуктивность. В лабораторной работе необходимо исследовать зависимости напряжения uC(t) и тока iC(t) в емкости в RC-цепи при заряде и разряде конденсатора, а также зависимости тока iL(t) и напряжения uL(t) на индуктивности при подключении и отключении источника постоянного напряжения.

    1. Переходные процессы в RC-цепях

    Исходные данные:

    ЭДС Е=5В

    R=500 Ом

    С=0,25 мкФ.
    Расчетная часть:
    1.1. RC-цепь (заряд емкости).

    тип характеристики "напряжение на емкости”

    , где
    По графику определяем значение напряжения на емкости uC(0+) в момент времени t=0 и принужденную составляющую uCпр, а также значения постоянной времени τ и времени переходного процесса tпп при заряде конденсатора. Данные анализа записываем в таблицу 1

    Уменьшаем емкость С в 2 раза, оставив Е и R неизменными. По новому графику uC(t) определяем uC(0), uCпр, τ, tпп и заносим их значения в таблицу 1


    Заряд емкости таблица 1
    uC(0+)

    В
    uC пр

    В
    τ

    мC
    tпп

    мC

    Е=5В

    R=500 Ом

    С=0,25 мкФ
    0
    5
    0,125
    0,5

    Е=5В

    R=500 Ом

    С=0,125 мкФ
    0
    5
    0,0625
    0,250


    Как видно из представленных графиков при уменьшении емкости конденсатора постоянная времени уменьшается, а соответственно и уменьшается время переходного процесса.

    1.2. RC-цепь(заряд емкости).

    тип характеристики "ток в емкости
    , где

    По графику iC(t) определяем iC(0) при t=0, принужденную составляющую iCпр, постоянную времени τ, время переходного процесса tпп и заносим их в таблицу 2.



    Уменьшаем емкость в два раза, оставив неизменными E и R. По графику iC(t) определяем iC(0), iCпр, τ, tпп и заносим их в таблицу 2



    Заряд емкости таблица 2
    iC(0+)

    мA
    iC пр

    мA
    τ

    мC
    tпп

    мC

    Е=5В

    R=500 Ом

    С=0,25 мкФ
    10
    0
    0,125
    0,5

    Е=5В

    R=500 Ом

    С=0,125 мкФ
    10
    0
    0,0625
    0,250


    При уменьшении емкости конденсатора постоянная времени снова уменьшается, а соответственно и уменьшается время переходного процесса.

    1.3. RC-цепь (разряд емкости).

    тип характеристики "напряжение на емкости

    , где



    По графику определяем значение напряжения на емкости uC(0+) в момент времени t=0 и принужденную составляющую uCпр, а также значения постоянной времени τ и времени переходного процесса tпп при заряде конденсатора. Данные анализа записываем в таблицу 3



    Уменьшаем емкость С в 2 раза, оставив Е и R неизменными. По новому графику uC(t) определяем uC(0), uCпр, τ, tпп и заносим их значения в таблицу 3



    Разряд емкости Таблица 3
    uC(0+)

    В
    uC пр

    В
    τ

    мC
    tпп

    мC

    Е=5В

    R=500 Ом

    С=0,25 мкФ
    5
    0
    0,125
    0,5

    Е=5В

    R=500 Ом

    С=0,125 мкФ
    5
    0
    0,0625
    0,250


    1.4. RC-цепь(разряд емкости).

    тип характеристики "ток в емкости
    , где
    По графику iC(t) определяем iC(0) при t=0, принужденную составляющую iCпр, постоянную времени τ, время переходного процесса tпп и заносим их в таблицу 4.


    Уменьшаем емкость в два раза, оставив неизменными E и R. По графику iC(t) определяем iC(0), iCпр, τ, tпп и заносим их в таблицу 4

    Разряд емкости Таблица 4
    iC(0+)

    мA
    iC пр

    мA
    τ

    мC
    tпп

    мC

    Е=5В

    R=500 Ом

    С=0,25 мкФ
    -10
    0
    0,125
    0,5

    Е=5В

    R=500 Ом

    С=0,125 мкФ
    -10
    0
    0,0625
    0,250


    2. Переходные процессы в RL-цепях

    Исходные данные:

    ЭДС Е=5В

    R=500 Ом

    L=20 мГн
    Расчетная часть:

    2.1. RL-цепи (подключение к источнику)

    Тип характеристики "ток в индуктивности".

    , где

    По графику iL(t) в правом верхнем окне определяем значение тока в индуктивности iL(0) при t=0, принужденную составляющую iLпр, постоянную времени τ и время переходного процесса tпп. Данные анализа записываем в таблицу 5.



    Уменьшаем индуктивность в 2 раза, оставив Е и R неизменными. По новому графику iL(t) определяем iL(0), iLпр, τ, tпп и заносим их значения в Таблицу 5



    RL-цепь, подключаемая к источнику Таблица 5
    iL(0+)

    мA
    iL пр

    мA
    τ

    мкC
    tпп

    мкC

    Е=5В

    R=500 Ом

    L=20 мГн
    0
    10
    40
    160

    Е=5В

    R=500 Ом

    L=10 мГн
    0
    10
    20
    80


    Как видно из представленных графиков при уменьшении индуктивности постоянная времени уменьшается, а соответственно и уменьшается время переходного процесса.
    2.2. RL-цепи (подключение к источнику)

    Тип характеристики "напряжение на индуктивности".
    , где

    По графику uL(t) определяем значение напряжения на индуктивности uL(0) в момент времени t=0, принужденную составляющую uLпр, постоянную времени τ и время переходного процесса tпп. Заносим их значения в таблицу 6.



    Уменьшаем индуктивность в 2 раза, оставив неизменными E и R. По графику uL(t) определяем uL(0), uLпр, τ, tпп и заносим их значения в таблицу 6


    RL-цепь, подключаемая к источнику Таблица 6
    uL(0+)

    В
    uL пр

    В
    τ

    мкC
    tпп

    мкC

    Е=5В

    R=500 Ом

    L=20 мГн
    5
    0
    40
    160

    Е=5В

    R=500 Ом

    L=10 мГн
    5
    0
    20
    80

    При уменьшении индуктивности постоянная времени снова уменьшается, а соответственно и уменьшается время переходного процесса.
    2.3. RL-цепи (отключение от источника)

    Тип характеристики "ток в индуктивности".


    , где
    По графику iL(t) в правом верхнем окне определяем значение тока в индуктивности iL(0) при t=0, принужденную составляющую iLпр, постоянную времени τ и время переходного процесса tпп. Данные анализа записываем в таблицу 7.



    Уменьшаем индуктивность в 2 раза, оставив Е и R неизменными. По новому графику iL(t) определяем iL(0), iLпр, τ, tпп и заносим их значения в Таблицу 7



    RL-цепь, отключаемая от источника Таблица 7




    iL(0+)

    мA
    iL пр

    мA
    τ

    мкC
    tпп

    мкC

    Е=5В

    R=500 Ом

    L=20 мГн
    10
    0
    40
    160

    Е=5В

    R=500 Ом

    L=10 мГн
    10
    0
    20
    80


    2.4. RL-цепи (отключение от источника)

    Тип характеристики "напряжение на индуктивности".

    , где

    По графику uL(t) определяем значение напряжения на индуктивности uL(0) в момент времени t=0, принужденную составляющую uLпр, постоянную времени τ и время переходного процесса tпп. Заносим их значения в таблицу 8.



    Уменьшаем индуктивность в 2 раза, оставив неизменными E и R. По графику uL(t) определяем uL(0), uLпр, τ, tпп и заносим их значения в таблицу 8.


    RL-цепь, подключаемая к источнику Таблица 8
    uL(0+)

    В
    uL пр

    В
    τ

    мкC
    tпп

    мкC

    Е=5В

    R=500 Ом

    L=20 мГн
    -5
    0
    40
    160

    Е=5В

    R=500 Ом

    L=10 мГн
    -5
    0
    20
    80


    Выводы по работе.

    Как мы видим из всего выше исследованного при уменьшении емкости конденсатора в режиме заряда и разряда напряжение uC(0+) в момент времени t=0 и принужденная составляющая uCпр не изменяются, меняются только значения постоянной времени τ и время переходного процесса tпп. Значения iC(0) при t=0 и принужденной составляющей iCпр, при заряде и разряде меняют свое направление. Значение постоянной времени τ и время переходного процесса tпп заряда, разряда так же меняются.

    А при уменьшении индуктивности в режиме подключения, отключения ток iL(0) при t=0 и принужденная составляющая iLпр не изменяются, меняются значения постоянной времени τ и время переходного процесса tпп. Значения uL(0+) в момент времени t=0 и принужденная составляющая uLпр, при подключении и отключении меняют свой знак. Значение постоянной времени τ и время переходного процесса tпп подключения, отключения так же меняются.

    Защита


    Задача № 1

    Каким нужно выбрать сопротивление в цепи разряда конденсатора, чтобы через 1 мс после отключения цепи напряжение на конденсаторе уменьшилось в e раз.
    E=8в

    С=5 мкф
    Решение:

    Для того чтобы после отключения цепи напряжение на конденсаторе уменьшилось в e раз постоянная времени τ должна быть равной 1 мс.
    соответственно
    ом
    Задача № 2
    Задайте значение ЕДС, при которой скачек тока через конденсатор в момент его подключения будет равен 1 мА
    R=420 Ом

    С=9 мкф
    Решение:

    В момент подключения конденсатора его внутреннее сопротивление очень мало и практически равно 0, поэтому ток в цепи определяет сопротивление резистора.
    E=R*I
    E=420*0,001=0,42 В
    Задача № 3
    Измените величину индуктивности так чтобы время переходного процесса стало меньше.

    E=8

    R=200 Ом

    L=7 мГн
    Решение:
    Так как время переходного процесса напрямую зависит от постоянной времени ,

    а то для его уменьшения достаточно уменьшить значение L, например сделать его равным 3,5 мГн

    написать администратору сайта