Моделирование переходных режимов в RL - цепи.

Лабораторная работа № 15ф

ПЕРЕХОДНЫЕ РЕЖИМЫВ ПРОСТЫХ ЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЯХ С ИСТОЧНИКОМ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Цель работы – исследование переходных режимов в неразветвленной линейной электрической цепи с одним источником постоянной ЭДС и одним или двумя накопителями энергии.

 

Шифр: 610445

Выбираем исходные данные и параметры схем в соответствии с шифром.

Предпоследняя цифра шифра: р = 4

Последняя цифра шифра: m = 5

Моделирование переходных режимов в RC- цепи.

1. Собираем цепь в соответствии с методическими указаниями, состоящую из источника периодического напряжения, пассивных элементов R, L, C, переключателя (ключа) и двух лучевого осциллографа. Для снятия осциллограммы тока используется резистор R₁ = 1 Ом, практически не влияющий на режим цепи, так как R₁<<R.

 

2. Устанавливаем параметры компонентов схемы согласно варианта задания:

R = 2∙(100 + p) = R = 2∙(100 + 4) = 208 Ом

C = (10 – 0,1m) = (10 – 0,1∙5) = 9,5 мкФ

R₁ = 1 Ом

Пренебрегая влиянием сопротивления R₁, определяем постоянную времени цепи.

τ = R∙C = 208∙9,5∙10^-6 = 1,98∙10^-3 с = 1,98 мс

 

3. Настраиваем генератор для получения прямоугольных односторонних импульсов амплитудой 10 В и частотой 50 Гц.. Включаем процесс моделирования и снимаем осциллограммы сначала u_C(t), а затем i_C(t).

 

 

4. Фиксируем параметры режима заряда:

Начальное напряжение U_C(0) = 0,167 В

Принужденное напряжение U_Cпр = 9,95 В

Начальный ток I_C(0) = U_B/R₁ = 0,0473/1 = 0,0473 А

Принужденный ток I_Cпр = 0,000182/1 = 0,000182 А

Вычисляем напряжение на емкости при заряде в момент времени t = τ:

U_C(τ) = 0,632·U_Cпр = 0,632·9,95 = 6,29 В

Используя визиры, находим момент времени, при котором напряжение U_C = U_C(τ), т.е. постоянную времени заряда конденсатора (осциллограмма не приводится):

τ_з = Т₂ – Т₁ = 1,99 мс

 

5. Аналогично фиксируем параметры режима разряда (осциллограммы не приводятся):

Начальное напряжение U_C(0) = 9,95 В

Принужденное напряжение U_Cпр = 0,0656 В

Начальный ток I_C(0) = U_B/R₁ = -0,0471/1 = -0,0471 А

Принужденный ток I_Cпр = -0,000366/1 = -0,000366 А

Вычисляем напряжение на емкости при разряде в момент времени t = τ:

U_C(τ) = 0,368·U_C(0) = 0,368·9,95 = 3,67 В

Используя визиры, находим момент времени, при котором напряжение U_C = U_C(τ), т.е. постоянную времени заряда конденсатора:

τ_р = Т₂ – Т₁ = 2,00 мс

Моделирование переходных режимов в RL - цепи.

1. Собираем цепь в соответствии с методическими указаниями, заменив конденсатор индуктивностью.

 

2. Устанавливаем параметры компонентов схемы согласно варианта задания:

R = 2∙(100 + p) = R = 2∙(100 + 4) = 208 Ом

L = 0,5∙(1 – 0,02m) = 0,5∙(1 – 0,02∙5) = 0,45 Гн

R₁ = 1 Ом

Пренебрегая влиянием сопротивления R₁, определяем постоянную времени цепи.

τ = L/R = 0,45/208 = 0,00216 с = 2,16 мс

 

3. Включаем процесс моделирования и снимаем осциллограммы u_L(t) и i_L(t).

 

4. Фиксируем параметры режима включения цепи:

Начальное напряжение U_L(0) = 9,935 В

Принужденное напряжение U_Lпр = 0,107 В

Начальный ток I_L(0) = U_B/R₁ = 0,000312/1 = 0,000312 А

Принужденный ток I_Lпр = 0,0476/1 = 0,0476 А

Вычисляем напряжение на индуктивности при включении в момент времени t = τ:

U_L(τ) = 0,368·U_L(0) = 0,368·9,935 = 3,65 В

Используя визиры, находим момент времени, при котором напряжение U_L = U_L(τ), т.е. постоянную времени цепи (осциллограмма не приводится):

τ_вкл = Т₂ – Т₁ = 2,18 мс

 

5. Аналогично фиксируем параметры режима отключения цепи (осциллограммы не приводятся):

Начальное напряжение U_L(0) = -9,892 В

Принужденное напряжение U_Lпр = -0,0371 В

Начальный ток I_L(0) = U_B/R₁ = 0,0476/1 = 0,0476 А

Принужденный ток I_Lпр = 0,000285/1 = 0,000285 А

Вычисляем напряжение на индуктивности при отключении в момент времени t = τ:

U_L(τ) = 0,368·U_L(0) = 0,368·(-9,892) = -3,82 В

Используя визиры, находим момент времени, при котором напряжение U_L = U_L(τ), т.е. постоянную времени цепи:

τ_откл = Т₂ – Т₁ = 2,16 мс