Главная

Категории:

ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника






ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА ПРИ РАЗРЯДКЕ КОНДЕНСАТОРА


 

1. Собрать электрическую цепь – рисунок 1.1 (без перемычки П).

Рисунок 1.1 – Цепь для исследования переходных

процессов при разрядке конденсатора

 

На схеме: QF-3 – выключатель синусоидального напряжения;

ТК – тиристорный коммутатор, имеет два входных (4, 5) и три выходных зажима (1, 2, 3);

С – конденсатор ёмкостью » 2 мкФ (на стенде имеет фиксированное значение);

, L – параметры вариометра;

R1 – разрядный резистор (R1 = 550¸700 Ом – на стенде имеет фиксированное значение);

П – перемычка, выключающая вариометр из цепи

разрядки конденсатора;

V – цифровой вольметр;

ЭО – электронный осциллограф.

 

2. Включить осциллограф в сеть переменного тока (~220В).

3. Включить питание электроприборов (QF-1).

4. Установить перемычку П (из цепи разрядки конденсатора вывести катушку). Включить QF-3 и подать на вход тиристорного коммутатора (ТК) синусоидальное напряжение (не более 55В по прибору). Установить ручками осциллографа удобные фиксированные развёртки (регулируемые развёртки отключить!). Зарисовать с экрана осциллографа на кальку кривую напряжения на конденсаторе при разрядке его на сопротивления R1 (осциллограмма №1). Записать в таблицу 1.1 величину разрядного сопротивления Rизм= R1 (указано на стенде), определить и записать в таблицу масштаб времени .

Указания: 1) ручку горизонтальной развёртки осциллографа “X” [“ВРЕМЯ/ДЕЛ” – “ПЛАВНО”] установить в крайнее правое положение (по часовой стрелке до упора – положение “q”), записать выбранное значение фиксированной развёртки осциллографа по горизонтали или . Масштаб времени для осциллограммы определится (одно деление шкалы осциллографа – 8 мм): ;

2) масштаб напряжения для осциллограммы определится с учётом фиксированной развёртки по вертикали “Y” .

Примерный вид зависимости показан на рисунке 1.2.

 

Рисунок 1.2 – Осциллограмма разрядки ёмкости на сопротивление R

 

5. Выключить QF-3. Вместо сопротивления R1 в цепь разрядки конденсатора включить сопротивление R2 ( ; R2 = 400¸550 Ом – на стенде имеет фиксированное значение). Включить QF-3. Зарисовать на кальку кривую напряжения на конденсаторе при разрядке его на сопротивление R2 (осциллограмма №2). Величину сопротивления разрядки Rизм = R2 (указано на стенде), масштаб времени и масштаб напряжения записать в таблицу 1.1.

6. По графикам (осциллограммы №1 и №2) определить постоянные времени цепи разрядки . По величине ёмкости конденсатора С на стенде, вычислить сопротивления цепей разрядки Rрасч и сравнить полученные значения с фактическими – Rизм:

 

Результаты расчётов для режимов внести в таблицу 1.1.

 

Таблица 1.1 – Результаты измерений и расчётов в цепи разрядки конденсатора на сопротивления

Сопротивление цепи разрядки Результаты измерений Результаты расчёта
Rизм , Ом С, мкФ m t , m U , , мс Rрасч , Ом
R1         1,25    
R2      

 

7. Выключить QF-3. Убрать перемычку П с катушки индуктивности. Установить перемычку П на сопротивление R2 (получаем режим разрядки конденсатора на катушку индуктивности при R2 = 0). Включить QF-3 и наблюдать на экране закон изменения напряжения на конденсаторе при разрядке его на катушку индуктивности. Индуктивность вариометра (поворотом подвижной катушки) установить в одно из крайних положений, когда имеем . В этом режиме имеем наименьший период затухающих колебаний Т / и наибольший коэффициент затухания a переходного процесса. Примерный вид зависимости показан на рисунке 1.3.

Зарисовать на кальку закон изменения напряжения на конденсаторе при периодическом (колебательном) разряде конденсатора (осциллограмма №3). Значения ёмкости С, разрядного сопротивления Rизм и выбранный масштаб времени внести в таблицу 1.2.

Указания: 1) сопротивление цепи разрядки конденсатора равно омическому сопротивлению вариометра Rизм = Rk (Rk = 28¸50 Ом – указано на вариометре);

2) точное значения ёмкости С указано на стенде.

Рисунок 1.3 – Периодический разряд конденсатора

 

Таблица 1.2 – Результаты измерений и расчётов параметров

периодического разряда конденсатора

Результаты измерений Результаты расчёта
С, мкФ Rизм , Ом m t , Т /, мс w /, a, w0 , L, мГн Rрасч, Ом
                 

 

8. По графику (осциллограмма №3) определить период затухающих колебаний Т / (с учётом масштаба времени осциллограммы), частоту затухающих колебаний w /, коэффициент затухания переходного процесса a (на основе логарифмического декремента колебаний осциллограммы), частоту незатухающих колебаний процесса w0, значение индуктивности вариометра L, величину сопротивления цепи разрядки конденсатора Rрасч :

 

Результаты расчета параметров процесса внести в таблицу 1.2.

9. Выключить QF-3. Не изменяя индуктивность вариометра, включить в цепь разрядки фиксированное сопротивление R2 (убрать перемычку П). Включить QF-3 и зарисовать на кальку закон изменения напряжения на конденсаторе при предельном апериодическом процессе разрядки: сопротивление цепи разрядки будет равно критическому сопротивлению: Rизм = Rкр = R2 + Rк (осциллограмма №4). Примерный вид зависимости показан на рисунке 1.4. Определить для осциллограммы №4 значение критического сопротивления цепи разрядки Rизм, масштаб времени и масштаб напряжения (смотри указания к пункту 4). Полученные значения записать в таблицу 1.3.

 

10. Подключив вертикальный вход осциллографа (зажимы “Y”) к разрядному сопротивлению R2, получить на экране осциллографа кривую изменения тока в цепи разрядки . Зарисовать зависимость с экрана на кальку (осциллограмма №5) – рисунок 1.4. Масштабы времени, напряжения сохранить (таблица 1.3).

По известным параметрам процесса (значениям ёмкости С конденсатора и индуктивности L вариометра – таблица 1.2) рассчитать и записать в таблицу 1.3 значение критического сопротивления цепи разрядки, определить масштаб тока для осциллограммы:

 

; .

 

 

Рисунок 1.4 – Осциллограммы предельного апериодического

разряда конденсатора

Таблица 1.3 – Результаты измерений и расчётов при предельном апериодическом разряде конденсатора

Результаты измерений Результаты расчёта
Rизм , Ом m t , m u , m i , Rкр , Ом
    1, 25    

 

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. Как формулируются законы коммутации?

2. Чему равны постоянные времени цепей R – L и R – C?

3. Как определить постоянную времени цепи разряда по графику переходного процесса?

4. От чего зависит порядок дифференциального уравнения, описывающего переходный процесс в линейной электрической цепи?

5. Какие корни может иметь характеристическое уравнение второго порядка для линейной электрической цепи? Какие этим корням соответствуют решения дифференциального уравнения?

6. Назвать виды переходных процессов, которые могут быть в цепи с последовательным соединением элементов R, L, C?

7. Как определится критическое сопротивление цепи?

8. В каком случае процесс разряда конденсатора будет иметь апериодический характер?

9. В каком случае процесс разряда конденсатора будет иметь периодический (колебательный) характер?

10. Как по осциллограмме переходного процесса определится коэффициент затухания процесса ?

11. Как по осциллограмме переходного процесса определится период и частота затухающих колебаний?

12. Чему принимается равной практическая длительность переходного процесса в электрической цепи?

13. Как величина сопротивления R влияет на длительность переходного процесса в цепи R – C?

14. Как величина сопротивления R влияет на длительность переходного процесса в цепи R – L?

15. Как будет протекать переходный процесс, если электрическая цепь содержит только сопротивления R?

Лабораторная работа 2

 

ФЕРРОРЕЗОНАНС НАПРЯЖЕНИЙ

1. Собрать электрическую цепь – рисунок 2.1 (без перемычек П1 и П2).

Рисунок 2.1 – Цепь для снятия ВАХ катушки с сердечником, конденсатора и исследования феррорезонансной цепи

 

На схеме: QF-3 – выключатель синусоидального напряжения;

РН – регулятор напряжения (автотрансформатор);

С – конденсатор ёмкостью » 2 мкФ;

RК, LН – параметры катушкек с ферромагнитным сердечником (две последовательно соединённые катушки на ферромагнитном сердечнике с числом витков W » 719);

R – резистор сопротивлением 3 ¸ 18 Ом.

 

2. Включить осциллограф в сеть переменного тока (~220В).

3. Включить питание электроприборов (QF-1).

4. Установить регулятор напряжения РН в нулевое положение (против часовой стрелки до упора).

 



Последнее изменение этой страницы: 2016-08-11

headinsider.info. Все права принадлежат авторам данных материалов.