2 курс лабы / Лаба 1
.docx
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ» (ТУСУР)
Кафедра Телекоммуникаций и основ радиотехники (ТОР)
Исследование переходных процессов в цепях первого и второго порядков
Лабораторная работа по дисциплине «Теория электрических цепей»
Студент гр. 120-1
___________Ц.А.Дашеев
___________Е.Д.Бормотов
«__» ______ 20__ г.
Дата
Руководитель
___________А.И.Попова
«__» ______ 20__ г.
Дата
Томск 2021
Оглавление
Оглавление 2
1 Домашнее задание 3
1.1 Рассчитаем сопротивление R схем первого порядка, для импульса длительностью T=100 мс : 3
1.2 Рассчитаем сопротивление R схемы второго порядка, для импульса длительностью 200 мс: 3
1.3 Исходная схема до включения E показана на рисунке 2.1. 3
1.4 Построим переходное напряжение при включении и выключении источника напряжения. 5
2 Лабораторная часть 7
2.1 Моделирование схем первого порядка. 7
2.2 Моделирование схем второго порядка 9
3 Заключение 11
Цель работы:
1.1.Освоение основных понятий, связанных с переходными процессами (ПП): коммутация, начальные условия, законы коммутации, длительность ПП, постоянная времени.
1.2.Экспериментальная проверка выполнения законов коммутации.
1.3.Исследование влияния параметров цепи на длительность и характер ПП.
Домашнее задание
Индивидуальные данные показаны в таблице 2.1.
Таблица 2.1 – Индивидуальные данные
Вариант |
3 |
C, мкФ |
140 |
L, мГн |
700 |
Рассчитаем сопротивление R схем первого порядка, для импульса длительностью T=100 мс :
Рассчитаем сопротивление R схемы второго порядка, для импульса длительностью 200 мс:
Исходная схема до включения E показана на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1 – Схема до включение Е
Схема включение Е показана на рисунке 2.2.
Рисунок 2.2 – Схема включения E
В момент до коммутации, когда ключ был разомкнут ток по схеме не шел, конденсатор разряжен. Соответственно ток, напряжение на резисторе R и напряжение на конденсаторе равняются нулю.
В момент после
коммутации, когда ключ был замкнут и
подключилось ЭДС ток по схеме не пошел,
т.к. сопротивление конденсатора на
постоянном токе близко к бесконечности.
По второму закону коммутации
до коммутации равняется
после коммутации.
В установившемся режиме ток все также не идет, напряжение на резисторе равняется нулю, напряжение на конденсаторе равняется напряжению ЭДС, конденсатор заряжен.
Занесем все данные в таблицу 2.2.
Таблица 2.2 – Граничные условия при включении E
t |
|
|
∞ |
i |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
E |
Отсоединим источник напряжения Е, для этого замкнем ключ в положении как на рисунке 2.3.
Рисунок 2.3 – Cхема при выключенном ЭДС
В момент до коммутации ключ находился в положении включенного ЭДС.
В момент после коммутации выключается источник напряжения. В этом случае энергия в схеме потребляется от конденсатора. Ток идет.
В установившемся режиме конденсатор разряжается, и через время t напряжение и ток в схеме будет равняться нулю.
Занесем все данные в таблицу 2.3.
Таблица 2.3 – Граничные условия при выключенном ЭДС.
t |
|
|
∞ |
i |
0 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
|
E |
E |
0 |
Построим переходное напряжение при включении и выключении источника напряжения.
График переходного напряжения на конденсаторе при включенном ЭДС изображен на рисунке 2.4.
Рисунок 2.4 – График переходного процесса при включенном ЭДС
График переходного напряжения на конденсаторе при выключенном ЭДС изображен на рисунке 2.5.
Рисунок 2.5 – График переходного процесса при выключенном ЭДС
Лабораторная часть
Моделирование схем первого порядка.
График моделирования для схемы а изображен на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1 – график моделирования для схемы а
График моделирования для схемы а с 0.5R показан на рисунке 3.2.
Рисунок 3.2 – График моделирования с 0.5R
График моделирования для схемы а с 2R показан на рисунке 3.3.
Рисунок 3.3 – График моделирования для 2R
График моделирования для схемы б показан на рисунке 3.4.
Рисунок 3.4 – График моделирования для схемы б
График моделирования для схемы б с 0.5R показан на рисунке 3.5.
Рисунок 3.5 - График моделирования для схемы б с 0.5R
График моделирования для схемы б с 2R показан на рисунке 3.6.
Рисунок 3.6 – График моделирования для схемы б с 2R
Моделирование схем второго порядка
График моделирования показан на рисунке 3.7.
Рисунок 3.7 – График моделирования схемы второго порядка
График моделирования для схемы с 0.5R показан на рисунке 3.8.
Рисунок 3.8 - График моделирования для схемы с 0.5R
График моделирования для схемы с 0.1R показан на рисунке 3.9.
Рисунок 3.9 – График моделирования для схемы с 0.1R
Заключение
В данной лабораторной работе было исследовано изменение напряжений при переходном процессе в зависимости от активного сопротивления.
В схемах 1-го порядка скорость изменения напряжения на емкости постоянна, а на резисторе увеличивается.
В схеме 2-го порядка изменение напряжения на емкости приобретает колебательный характер при уменьшении активного сопротивления.