Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ЦЕПЯХ ПЕРВОГО ПОРЯДКА

Лабораторная работа № 2

При подготовке к выполнению лабораторной работы необходимо: 1) прочитать по учебнику; 2) изучить описание данной работы; 3) выполнить предварительный расчет; 4) ответить на вопросы для самопроверки.

Цель работы: изучить переходные процессы в цепях первого порядка при подключении цепи к источнику постоянного напряжения.

Рис.2.1. Резистивно-индуктивная цепь.

Рис.2.2. Напряжение на индуктивной катушке.

Если резистивно-индуктивную цепь без начального запаса энергии подключить к источнику постоянного напряжения (рис.2.1.), то ток i будет нарастать скачкообразно, а по закону i=I₀ (1-e ^–(R/L)t) при t=0, где i -мгновенное значение тока в цепи в момент времени t; I₀ - установившееся значение тока после коммутации. Напряжение на индуктивной катушке изменяется скачкообразно (рис.2.2.):

Рис.2.3.Резистивно-емкостная цепь.

Рис.2.4. Напряжение и ток на конденсаторе.

При подключении резистивно-емкостной цепи без начального запаса энергии к источнику постоянного напряжения с ЭДС Е (рис.2.3.) напряжение на конденсаторе Uc изменяется по экспоненциальному закону, ток i нарастает скачкообразно, а убывает по экспоненте (рис.2.4.):

Постоянной времени цепи называют время, в течение которого свободная составляющая тока или свободная составляющая напряжения уменьшается в е раз. В неразветвленных RL-цепях =L/R, а в RC-цепях =RC. При включении цепи к источнику постоянного напряжения ток I (в RL-цепи) или напряжение Uc (в RC-цепи) за время достигает 0,63 от установившегося значение тока I (в RL-цепи) или напряжения Uc (в RC-цепи) устанавливается через бесконечно большое время. Существуют различные критерии практического окончания переходного процесса. За время t=3 напряжение на конденсаторе (ток в индуктивной катушке) достигает 0,95 от установившегося значения, а через время t=5 -более 0,99. Аналогичные процессы происходят и при скачкообразном отключении напряжения питания.

Рис. 2.5.(а) Схема с генератором ЭДС прямоугольной формы при подключении L.

Рис.2..5.(б). График изменения тока в индуктивности.

Таким образом, если к RL-или RC-цепи подключить генератор, ЭДС которого имеет прямоугольную форму, то это будет равносильно тому, что постоянное напряжение периодически отключается и подключается к цепи (R вн. +R) L или (R вн. +R) C, где

Рис.2.6.(а). Схема с генератором ЭДС прямоугольной формы при подключении C.

Рис.2..6.(б). График изменения напряжения на емкости.

Rвн. – внутреннее сопротивление генератора сигналов П-образной формы (рис. 2.5.). Чем меньше R в RL-цепи, тем больше и тем медленнее нарастает и спадает ток. Чем больше R и RC-цепи, тем больше и тем медленнее нарастает и спадает напряжение на конденсаторе (рис.2.6.).