Всё для Учёбы — студенческий файлообменник
1 монета
zip

Лабораторная № 13 «Исследование переходных процессов в электрических цепях» по Общей электротехнике и электронике (Авдеев Ю. В.)

Министерство образования Российской Федерации

ГОУ ВПО ВГАСУ Кафедра автоматизации технологических процессов

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 13

Исследование переходных процессов в электрических цепях

Выполнила ст.621 гр.

Савицкая Юлия Проверил преподаватель

Авдеев Ю.В. Воронеж

2008г. Пусть в RC-цепи (рис. 13.1, б) имеется внешний независимый источник напряжения e=e(t).

Используя уравнения элементов uR(t)=RiR(t), iC(t)=CduC/dt с учетом второго закона Кирхгофа uС(t)=e(t)-RiR(t), получаем дифференциальное уравнение цепи .

Функция uC(t) при e(t)=1(t) зависит только от свойств цепи и называется переходной характеристикой. Её обозначают h(t). Для рассматриваемой цепи h(t)=1-e-t/τ. Понятие переходной характеристики тесно связано с представлением цепи как четырёхполюсника, т. е.некоторого «черного ящика» с двумя входными и двумя выходными полюсами.

Для RC-цепи возможны два случая:

1) выходное напряжение снимается с емкости,

2) выходное напряжение снимается с сопротивления.

В первом случае имеем RC-цепь интегрирующего типа, во втором – дифференцирующего.

Переходной характеристикой цепи называют отклик цепи при нулевых начальных условиях на воздействие в виде единичной функции. Размерность переходной характеристики определяется размерностью отношения выходной величины и входной.

Понятие переходной характеристики удобно использовать для описания цепи без указания её конкретной схемы. Это связано с возможностью представления многих функций e(t) суммой ступенчатых функций и свойством линейности.

В общем случае, если

, то . (13.1)

Рассмотрим случай, когда e(t)=A[1(t)-1(t-tu)].

Такую функцию называют прямоугольным импульсом. Здесь A – амплитуда, а tи – длительность импульса.

В соответствии с (13.1) для этого случая получаем, что напряжение на ёмкости будет изменяться по закону

. Электрический процесс состоит из двух этапов после появления напряжения e(t): сначала начинается зарядка ёмкости, которая продолжается в течение времени tи; затем наступает разрядка ёмкости по экспоненциальному закону – от величины, до которой она успела зарядиться, до нуля.

Цель работы:

Исследовать переходные процессы в электрических цепях первого порядка. Освоить работу с осциллографом.

13.6. Вопросы для самопроверки

13.6.1.Что такое переходной процесс?

Переходным называется процесс, возникающий в цепи при переходе от одного установившегося режима к другому.

13.6.2.Какие методы анализа переходных процессов используют на практике?

Классический метод расчёта переходных процессов

Математически, получение установившихся значений токов и напряжений сводится к определению частных решений дифференциальных уравнений цепи. В общем случае i(t) и в переходном процессе описываются полными решениями дифференциальных уравнений, которые можно представить как сумму частного решения неоднородного уравнения цепи, и решение однородного уравнения той же цепи, в котором заданные ЭДС или напряжения равны 0, т.е.

. 13.6.3.Какие цепи можно отнести к цепям первого порядка и какие математические модели их описывают?

13.6.4.Как найти u2(t) рис. 13.1, а, если на входе e(t)=E×l(t)?

13.6.5.Как найти u2(t) цепи рис. 13.1,б, если на входе e(t)=E×l(t)?

13.6.6.Как рассчитать величину постоянной составляющей периодической функции времени?

13.6.7.Как с помощью осциллографа установить наличие и измерить величину постоянной составляющей периодического напряжения?

13.6.8.На вход схемы рис. 13.1,а подано напряжение в форме меандра с нулевым средним значением. Нарисуйте временные диаграммы e(t) и u2(t), если а) τ

Показать полностью…
Похожие документы в приложении