Лабораторная работа по Электротехники №11
.docМинистерство образования Российской Федерации.
Московский государственный институт электроники и математики
(технический университет)
Кафедра Электроники и Электротехники
Лабораторная работа № 11
«Переходные процессы в цепях с конденсаторами, резисторами, катушками индуктивности и источником напряжения»
Выполнила бригада №1:
Оськин М.П.
Руководитель:
Орехов Е.В.
Москва 2010
Вариант
№ бригады |
U |
К1 |
К2 |
К3 |
Вариант схемы на рис. 17 |
1 |
4.4 |
9/40 |
27/40 |
16/40 |
a |
Подготовка к работе
-
Изучить классический метод расчета переходных процессов.
-
Для схемы, вычислить:
а) постоянную времени , чтобы ; K1 = , tU = 4.4
|
8) |
б) постоянную времени , чтобы
3. Используя результаты пункта 2, нарисовать на одном графике качественно кривые U2(t) для данной схемы при двух значениях постоянной времени и , если ЭДС источника e(t) является импульсом напряжения прямоугольной формы.
-
Привести выражение для определения сопротивления R1 в данной схеме, считая известными значения R2 и K2.
5. Качественно начертить график изменения U2(t) в предыдущей схеме.
6. Рассчитать сопротивление катушки индуктивности RK в данной схеме
|
R3 = 400 Oм; Уберем LKRK: разорвем цепь: |
-
Качественно начертить график изменения напряжения UK(t) в предыдущей схеме.
-
Начертить новую схему, получив ее из предыдущей схемы, подключив R4 = 200 Ом, так чтобы начальное значение напряжения UK(0) уменьшилось в 3 раза по сравнению со значением U1K(0).
= 3;
i = ;
U1k(0) = i*R4 = ;
= = 3;
3R4 = R3+R4;
2R4 = R3;
R4 = 200 Oм
-
Записать выражение для U4(t) а сопротивлении R4 в схеме, полученной в 8-ом пункте.
= i(0)* R4 = ; (*) i3пр = ; Uаб = E – i3R3 = E - ; Uаб = Uпр; Uсв = Ae-t/τ; U4(t) = Uсв + Uпр;
|
U4 = Ae-t/τ + E - ;
= E - + A = ; (из *)
A = + - E;
Zвτ = + R3 - вх. сопр. цепи;
Zвг = + R3 = ; (j → p)
(pL+Rk) R4 + R3R4 + RkR3 + R3pL = 0;
p(LR4 + LR3) = - (R3 R4 + R3Rk + RkR4);
p = - = -;
τ = ;
= E(1-) + (-E + + )*e-t/τ
-
Записать через параметры схемы выражения токов ik(t), i2k(t) и напряжения U(t).
Выполнение
12. Подать напряжение с выхода генератора прямоугольных импульсов на осциллограф и получить на экране одиночный импульс высотой 40мм и шириной от 30 до 50мм.
13. Собрать цепь по схеме №14 и подать на вход осциллографа напряжение U2(t). Экспериментально подобрать такую емкость C1 , при которой значения напряжения на резисторе R2 в моменты подачи импульса U2(0) и окончания U2(-tk) будут отличаться в K1 раз (K1 = 9/40). Записать значение C1, установить величину R2, используя τa и C1. (τa = 1, 47мс)
C1 = 0. 1 мкФ
R=
14. Рассчитать при каком значении емкости C1 в схеме №14 выполняется условие: U2(-tk)/ U2(0) = 0,02. При расчете воспользоваться значением τb (τb = 0, 56мс) и R2 (R2 = 11400 Ом). Установить переключателем переменной емкости C1 значение наиболее близкое к рассчитанному. Снять осциллограмму.
С1 =
Устанавливаем С1 = 0.1 мкФ
15. Для схемы № 15 рассчитать величину сопротивления R1 по выражению, полученному в п. 4 подготовки к работе. Величины R2 и C1 взять такими же как и в схеме №14.( K2 = 27/40)
R1=
16. Собрать цепь по схеме №15. R1 = 5488 (Ом).
17. Собрать цепь по схеме №16. Экспериментально подобрать такую катушку индуктивности, чтобы K3 = .( K3 = 16/40).
L = 0.16 Гн
18. Рассчитать для схемы №16 значение постоянной времени:
τ =
19. Собрать цепь по схеме полученной в п. 8 подготовки к работе и снять осцилогр. Uk(t)
20. Рассчитать напряжение Uk(t) по выражению полученному в п. 9 подготовки к работе.
UR4 =
p =
UR4 (0) = 1,333(B)
UR4 (tU) = UR4 (0,0023) = 0,8902(B)
п. 2 |
п. 6 |
п. 13 |
п. 14 |
п. 15 |
п. 16 |
п. 18 |
|||
τ a, мс |
τ a, мс |
Rk, Ом |
C1, мкФ |
R2, Ом |
C1 расчет, мкФ |
C1 экспер, мкФ |
R1, Ом |
Lk, мГн |
τ, мс |
1,47 |
0,56 |
266,7 |
0,1 |
11400 |
0,49 |
0,1 |
5488 |
160 |
0,23 |