13.2Домашняя подготовка

1. Изучить разделы курса ТОЭ, в которых рассматриваются переходные процессы в цепях R – C, R – L, R – L – C /2, § 14.1 – 14.13/.

2. Заготовить бланк отчета со схемами и таблицами.

3. Привести в отчете выражения i(t) для апериодического, предельно апериодического и колебательного процессов в цепи R – L – C, выражения для определения декремента затухания и логарифмического декремента затухания.

4. Решить задачу. Конденсатор емкостью 50 мкФ заряжается от источника постоянного напряжения U = 200 В через резистор с сопротивлением R = 200 кОм. Определить время, за которое конденсатор заряжается до напряжения 195 В. Во сколько раз за это время уменьшиться ток в цепи?

13.3Порядок выполнения работы

1. Собрать цепь по схеме рис. 7.5 для исследования переходного режима в цепях R – C, R – L, R – L – C при питании от источника постоянного напряжения (короткое замыкание цепей).

Формирователь прямоугольных импульсов (ФПИ), выполненный на резисторе R_б и стабилитроны VD, подключить к источнику переменного напряжения ~ 0 – 30 В.

2. Закоротить зажимы 1 – 2. В результате чего получается цепь R – C для исследования заряда – разряда конденсатора через резистор.

3. Зарисовать кривые U_C(t), наблюдаемые на экране осциллографа для трех значений сопротивления R при фиксированной емкости C (величина задается преподавателем).

4. По осциллограммам U_C(t) определить постоянные времени цепи заряда и разряда конденсатора.

5. По найденным постоянным времени τ рассчитать величины соответствующих сопротивлений.

Рисунок 7.5 – Электрическая схема исследования переходных процессов

6. Рассчитать зависимость U_C(t) при заряде конденсатора для одного из значений сопротивления (C и U₀ принять равным их значениям в эксперименте). Результат занести в табл. 7.1.

Таблица 7.1 – Результаты расчета переходного процесса в цепи R – C

t	мкс	0
UC(t)	В

Полученную кривую сравнить с осциллограммой.

7. Закоротить зажимы 4 – 5 (зажимы 1 – 2 – разомкнуть) в цепи (рис. 7.5). В результате чего получается цепь R – L для исследования переходных режимов.

8. Зарисовать кривые U_R(t) для трех значений сопротивления (задаются преподавателем).

9. По осциллограммам определить постоянные времени цепи R – L (при различных R).

10. По найденным постоянным времени τ рассчитать величины L и Rк.

11. Рассчитать зависимость U_R(t) при включении R – L для одного из значений сопротивления R (L и U₀ принять равными их значениям в эксперименте). Результаты занести в табл. 7.2.

Таблица 7.2 – Результаты расчета переходных процессов в цепи R – L

t	мкс	0
UR(t)	В

Полученную кривую сравнить с осциллограммой.

12. Снять закоротку с зажимов 4 – 5 (рис. 7.5), получив цепь для исследования переходных процессов в цепи R – L – C.

13. Изменяя величину R резистора и емкость C конденсатора установить колебательный процесс изменения напряжения на конденсаторе и зарисовать его.

14. По осциллограмме U_C(t) определить период T_C и частоту f_C собственных колебаний цепи, а также декремент и логарифмический декремент затухания ln∆.

15. По значениям T_C и ln∆ определить значения сопротивлений R₁ = R_к + R (R_к – сопротивление катушки индуктивности).

16. Изменяя R резистора установить на экране осциллографа апериодический (критический) переходный процесс. Зарисовать осциллограмму.

17. По результатам исследования сделать вывод.