Электротехника. Методичка. / ЭЛЕКТРОТЕХНИКА Ч. 2 (PDF) (1)
.pdfкорни характеристического уравнения p1 и p2 ;
и СВ ;
логарифмический декремент затухания .
Результаты расчетов занести в табл. 12.4. |
|
Кл |
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
iL |
|
|
|
|
|
|
iC |
|
|
|
|
|
E |
|
|
|
|
|
|
RK |
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
LK |
|
|
|
|
|
|
|
uC |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 12.9. Расчетная схема №2 |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
Колебательный процесс |
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 12.4 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i(0) |
u |
L |
(0) |
u |
|
(0) |
i |
|
u |
|
|
u |
|
|
|
CB |
|
|
|
|
C |
ПР |
LП |
СП |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
мА |
|
B |
|
В |
мА В |
|
В |
|
c 1 |
c 1 |
|
расчет
эксперимент
12.3.Лабораторные приборы и оборудование
Влабораторной работе используются следующие основные бло-
ки:
1.Генератор звуковых частот ЗГ1-06;
2.Комбинированный блок измерителя активной и реактивной мощностей, фазометр ИМФ1-01;
3.Блок амперметра-вольтметра АВ1-07;
4.Стенд с объектами исследования С3-ЭМ-01;
5.Цифровой осциллограф ОЦЛ2-01.
Для соединения элементов стенда используются короткие проводники, а для соединения с приборами комплекса – длинные.
61
12.4. Порядок выполнения работы
Подключение последовательного контура к источнику постоянной ЭДС
Собрать схему по рис. 12.10. Установить значение сопротивления RM = R1 , RD =470 Ом, RШ =150 Ом ( R1 взять из табл. 12.1). Включить и настроить осциллограф. Частоту генератора задать 400 Гц.
1 |
RM |
RD |
2 |
RK |
|
Катушка индук- LK тивности
ГЕНЕРА |
|
|
C |
|
Э О |
||
ТОР |
|
||
|
|
||
ГН3-01 |
|
ОЦЛ2-01 |
|
|
|
|
|
RШ
3
Рис. 12.10. Схема эксперимента №1
На экране осциллографа должен наблюдаться апериодический переходный процесс, который обеспечивает величина резистора R1 . Перерисовать в масштабе с экрана осциллограммы тока i(t) и напряжения . Масштабы тока, напряжения и времени записать на осциллограмме. По осциллограммам определить: начальные и установившиеся значения тока и напряжения на конденсаторе и
uСуст . Результаты расчетов занести в табл. 12.2.
|
Изменяя величину резистора R |
, экспериментально, определить |
||
|
|
|
M |
|
критическое сопротивление исследуемой цепи RKP . Результат занести в |
||||
табл. |
12.2. Перерисовать в масштабе |
с экрана осциллограммы тока |
||
i (t) |
и напряжения u |
C |
(t) . |
|
|
|
|
|
62
Установить величину резистора RM R2 (табл. 12.1). Сопротив-
ление шунта задать RШ = 10 Ом. На экране осциллографа должен наблюдаться колебательный переходный процесс, который обеспечивает величина резистора R2 . Перерисовать в масштабе с экрана осциллограммы тока i(t) и напряжения uC (t) . Масштабы тока, напряжения и
времени записать на осциллограмме. По осциллограммам определить: начальные и установившиеся значения тока и напряжения на конденса-
торе i(0),uC (0),iуст и uСуст , а также , СВ и . Результаты расчетов занести в табл. 12.3.
Подключение параллельного RLC контура к источнику постоянной ЭДС
1 |
RM |
RD |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
RK |
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ГЕНЕРАТО |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
Э О |
|
|||||||||
Р |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
ОЦЛ2-01 |
|
|
LK
RШ
3
Рис. 12.11. Схема эксперимента №2
Собрать схему по рис. 12.11. Установить значение сопротивления RM = R1 , RD =470 Ом, RШ =150 Ом ( R1 взять из табл. 12.1). На экране осциллографа должен наблюдаться колебательный переходный процесс, который обеспечивает величина резистора R1 . Срисовать в масштабе с экрана осциллограммы тока i(t) (ток через шунт RШ ) и напряжения
. Масштабы тока, напряжения и времени записать на осциллограмме. По осциллограммам определить: начальные и установившиеся значения тока и напряжения на конденсаторе i(0),uC (0),iуст и uСуст , а так же , СВ и . Результаты расчетов занести в табл. 12.4.
63
12.5.Содержание отчета по лабораторной работе
1.Название работы.
2.Цель работы.
3.Расчетное задание в соответствии с вариантом.
4.Подключение последовательного RLC контура к источнику постоянной ЭДС:
схема рис. 12.8, табл. 12.2 и 12.3;
графики i(t), uC (t) и uL (t) для апериодического, критического и колебательного режимов цепи;
расчетные формулы для определения начальных и установив-
шихся значений тока и напряжения i(0) , uL (0) , uC (0) , iуст ,
uLу , uCу и iуст ;
корни характеристического уравнения p1 и p2 для апериодического процесса;
величины критического сопротивления;
, СВ и для колебательного процесса.
5.Подключение параллельного RLC контура к источнику постоянной ЭДС:
схема рис. 12.9, табл. 12.4;
|
графики тока i(t) в ветви с резистором |
RM и напряжения |
||||||||
uC (t) для колебательного режима цепи; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
расчетные формулы для определения начальных и установив- |
|
|||||||||
шихся значений тока и напряжения i(0) , u |
L |
(0) |
, u |
C |
(0) , i |
уст |
, u |
Lу |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
uCу |
и iуст ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, СВ и для колебательного процесса.
6.Анализ результатов (сравнение экспериментальных результатов с расчетными и теорией).
7.Выводы по работе.
12.6.Контрольные вопросы и задания
1.Какой процесс называется переходным? Дайте определение докоммутационного, установившегося и свободного режима.
64
2.Сформулируйте законы коммутации.
3.Как определяются зависимые начальные условия? Для цепи
рис. 12.8, E=10 В, R = 0.5 кОм, L=0.2 Гн, С=25 мкФ определить uC (0) и
u (0) .
C
4.Для цепи рис. 12.9. E=10 В, R = 0.5 кОм, L=0.2 Гн, С=25
мкФ определить u |
L |
(0) |
и u |
(0) . |
|
|
L |
|
5. Как по графикам определить постоянную времени? Каков еѐ физический смысл?
6.Как составляется характеристическое уравнение и для чего оно необходимо?
7.Чем определяется порядок электрической цепи?
8.Для цепи рис. 12.8. E=10 В, R=0.5 кОм, L=0.2 Гн, С=25 мкФ определить корни характеристического уравнения и записать в общем виде решение для тока в цепи.
9.Для цепи рис. 12.9. E=5 В, R=0.5 кОм, С=25 мкФ, L=0.2 Гн определить корни характеристического уравнения и записать решение в общем виде для напряжения на конденсаторе.
10.Как по графикам переходного процесса для колебательно-
го режима определить декремент затухания и частоту свободных колебаний цепи СВ ?
11.Как определяются постоянные интегрирования (на примерах для второго порядков)?
12.Какой разряд конденсатора называется апериодическим? Опишите этот разряд с энергетической точки зрения.
13.Какой разряд конденсатора называется колебательным? Опишите этот разряд с энергетической точки зрения.
14.Опишите предельный случай разряда конденсатора.
65
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Аксютин, В. А. Лабораторный практикум по электротехнике. Ч. 1 / В. А. Аксютин, Ф. Э. Лаппи, А. М. Погорельский. – Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2004. – 79 с.
2.Баскаков, С. И. Лекции по теории цепей : учеб. пособие / С. И. Баскаков. – М. : Едиториал УРСС, 2002. – 280 с.
3.Бессонов, Л. А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи : учеб. пособие / Л. А. Бессонов. – М. : Высш.
шк., 1996. – 638 с.
4.Бычков Ю. А. Основы теории электрических цепей : учеб. для вузов / Ю. А. Бычков, В. М. Золотницкий, Э. П. Чернышев. –
СПб. : Лань, 2002. – 464 с.
5.Иванов, И. И. Электротехника. Основные положения, примеры и задачи / И. И. Иванов, А. Ф. Лукин, Г. И. Соловьев. – СПб. :
Лань, 2002. – 192 с.
6.Лабораторный практикум по электротехнике. Ч. 2 / В. А. Аксютин [и др.]. – Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2004. – 82 с.
7.Попов, В. П. Основы теории цепей : учеб. пособие для ву-
зов / В. П. Попов. – М. : Высш. шк., 1998. – 575 с.
8.Прянишников, В. А. Теоретические основы электротехники : курс лекций / В. А. Прянишников. – СПб. : КОРОНА принт,
2000. – 368 с. : ил.
9.Разевиг, В. Д. Моделирование аналоговых электронных устройств на персональных ЭВМ / В. Д. Разевиг. – М. : Изд-во МЭИ,
1993. – 152 с.
10.Татур, Т. А. Установившиеся и переходные процессы в электрических цепях : учеб. пособие для вузов / Т. А. Татур, В. Е.
Татур. – М. : Высш. шк., 2001. – 407 с.
11.Фриск, В. В. Общая электротехника и электроника [Электронный ресурс] / В. В. Фриск. – Режим доступа: http://frisk.newmail.ru/ Electrotechnics/index2.htm. – Загл. с экрана.
12.Фриск, В. В. Основы теории цепей : учеб. пособие / В. В. Фриск. – М. : ИП Радио Софт, 2002. – 288 с.
13.Фриск, В. В. Основы теории цепей. Лабораторный практикум на персональном компьютере / В. В. Фриск. – М. : СОЛОН-
Пресс, 2002. – 192 с.
66
Учебное издание
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
Методические указания по выполнению лабораторных работ
Часть 2
Составитель
Демко Анатолий Ильич
Корректор
Верстка Технический редактор
Подписано в печать г. Формат 60×84/16. Усл. печ. л.. Уч.-изд. л.. Тираж 100. Заказ №.
Оригинал-макет подготовлен в редакционно-издательском отделе издательского центра СурГУ.
Тел. (3462) 23-25-75.
Отпечатано в полиграфическом отделе издательского центра СурГУ.
г. Сургут, ул. Лермонтова, 5. Тел. (3462) 32-33-06.
ГОУ ВПО «Сургутский государственный университет ХМАО – Югры» 628400, Россия, Ханты-Мансийский автономный округ,
г. Сургут, пр. Ленина, 1.
Тел. (3462) 76-29-00, факс (3462) 76-29-29.
67
68
69
70