Отчет по ЛР 5
.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
Кафедра комплексной информационной безопасности электронно-
вычислительных систем (КИБЭВС)
ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ЦЕПЯХ ПЕРВОГО И ВТОРОГО ПОРЯДКА
Отчет по лабораторной работе №5 по дисциплине «Электротехника»
Студенты гр. 711-2:
Калинин А.А. Лучкин Д.В.
Толстолес Е.П.
01.10.22
Руководитель
Преподаватель Семенов А.С.
01.10.22
Томск 2022
1 Введение
Целью работы является усвоение основных понятий, связанных с переходными процессами: коммутации, начальных условий законов коммутации, длительности переходного процесса, времени установления;
освоение методики измерения временных характеристик. Экспериментальная проверка выполнения законов коммутации и подтверждение правильность расчетов временных характеристик в цепях первого и второго порядков.
2 Ход работы
2.1 Описание электрических цепей
На рисунке 2.1 изображена рабочая схема 1.
Рисунок 2.1 – Рабочая схема 1
Данные равны: R = 3 кОм, С = 0,22 мкФ.
На рисунке 2.2 изображена рабочая схема 2.
Рисунок 2.2 – Рабочая схема 2
Данные равны: R = 300 Ом, L = 0,2 Гн.
На рисунке 2.3 изображена рабочая схема 3.
Рисунок 2.3 – Рабочая схема 3
Данные равны: С = 0,22 мкФ, L = 0,2 Гн, R1 = 3 кОм, R2 = 2 кОм, R3 = 300
Ом.
2.2 Экспериментальные результаты и их обработка
2.2.1 Задание 1
Необходимо рассчитать время установления, длительность переходного процесса, переходные напряжения UC(t), UR(t) и переходный ток i(t), для схемы
1, как реакцию цепи на скачек напряжения положительной полярности,
поступающий от источника ЭДС Е амплитудой 1 Вольт. Расчет тока и напряжений необходимо выполнить для следующих значений времени: t = 0; 0,5
мсек; 1,5 мсек и 3 мсек; использовав расчётные формулы, представленные на рисунке 2.4.
Рисунок 2.4 – Расчетные формулы
Найденные значения были занесены в таблицу 1.
Таблица 1 – Расчетные и экспериментальные значения
|
Время, мсек |
0 |
0,5 |
1,5 |
3 |
|
UC, В |
|
Расчет |
0 |
0,531 |
0,897 |
0,99 |
|
|
Эксперимент |
0 |
0,496 |
0,82 |
0,97 |
UR, В |
|
Расчет |
1 |
0,4688 |
0,103 |
0,0106 |
|
|
Эксперимент |
1 |
0,446 |
0,093 |
0,0102 |
I, мА |
|
Расчет |
0,33 |
0,156 |
0,03435 |
0,000354 |
|
|
Эксперимент |
0,3 |
0,14 |
0,03 |
0,00029 |
|
|
|
τ = 0,66 мсек; tпп = 2,64 мсек |
|
|
|
2.2.2 Задание 2
Необходимо рассчитать время установления, длительность переходного процесса, переходные напряжения U L(t), U R(t) и переходный ток i(t), для схемы
2, как реакцию цепи на скачок напряжения положительной полярности,
поступающий от источника ЭДС Е амплитудой 1 В. Расчет тока и напряжений необходимо выполнить для следующих значений времени: t = 0; 0,5 мсек; 1,5
мсек и 3мсек; использовав расчётные формулы, представленные на рисунке 2.5.
Рисунок 2.5 – Расчетные формулы Найденные значения были занесены в таблицу 2.
Таблица 2 – Расчетные и экспериментальные значения
|
Время, мсек |
0 |
0,5 |
1,5 |
3 |
|
UL, В |
Расчет |
1 |
0,513 |
1,35*10^-7 |
1,82*10^-20 |
|
|
|
Эксперимент |
1 |
0,502 |
1,34*10^-7 |
1,78*10^-20 |
UR, В |
|
Расчет |
0 |
0,9997 |
0,9999 |
1 |
|
|
Эксперимент |
0 |
0,95 |
0,99 |
1 |
I, мА |
|
Расчет |
0 |
0,033 |
0,0333 |
0,33 |
|
|
Эксперимент |
0 |
0,03 |
0,032 |
0,26 |
τ = 0,066 мсек; tпп = 0,264 мсек
2.2.3 Задание 3
Необходимо рассчитать напряжение на емкости UC (t=0), UC (t →∞) и
вычислить корни характеристического уравнения, использовав расчетные формулы, изображенные на рисунке 2.6, для L=0.2Гн. С=0,22мкФ и трех значений сопротивления R: R = 3 кОм; R = 2 кОм; R = 300 Ом.
Рисунок 2.6 – Расчетные формулы
Найденные значения были занесены в таблицу 3.
Таблица 3 - Расчетные и экспериментальные значения
Сопротивление R |
3 кОм |
2 кОм |
300 Ом |
|
|
|
|
|
|
Корни характери- |
P1 |
-1710,119 |
-3492,44 |
Неопр. |
стического уравне- |
|
|
|
|
ния |
P2 |
-13289,88 |
-6507,56 |
Неопр. |
|
|
|
|
|
|
UC (t=0) = 1 В; |
UC (t →∞) = 1 В |
|
|
|
|
|
|
|
3Заключение
Врезультате работы были усвоены основные понятия, связанных с переходными процессами: коммутации, начальных условий законов коммутации, длительности переходного процесса, времени установления;
освоение методики измерения временных характеристик; экспериментально проверено выполнение законов коммутации и подтверждена правильность расчетов временных характеристик в цепях первого и второго порядков.