Порядок выполнения работы и указания по технике безопасности. Оборудование для проведения работы и объекты исследования

Оборудование для проведения работы и объекты исследования.

Работа проводится на универсальном лабораторном стенде ЭВ-4. Используется панель № 7, электрическая схема которой приведена на рис 6. 5

На панели № 7 установлен электронный коммутатор ЭК для форми­рования последовательности прямоугольных импульсов напряжения с по­стоянной амплитудой, длительностью и паузой, а также резисторы, кон­денсаторы и катушка индуктивности с указанием их параметров (сопротивления, емкости, индуктивности)

Используется также панель № 8, где установлены электронный осцил­лограф С1-118А и цифровой вольтметр (см. приложения 2-4).

Для питания электронного коммутатора ЭК стабилизированным на­пряжением +12 В используется панель источников питания. Подключение осциллографа и вольтамперметра производится специальными соедини­тельными проводами, входящими в комплект стенда ЭВ-4.

Объектами исследования являются цепи RC, RL, RLC, расположенные на панели № 7

Рис. 6.5

1. Построить графики переходных процессов U_c(t), i(t) при зарядке конденсатора для следующих параметров последовательной RC -цепи:

E= 9 В, С=0,01мкФ, R=20; 60; 100 кОм.

Для построения кривых U_c(t), i(t) использовать 3 характерных точки, для чего рассчитать постоянную времени τ и время переходного процесса Т_n. Результаты расчетов занести в таблицу 6.1

Таблица 6.1

R, кОм	τ, мкс	Тn, мкс
Расчет	Измерение	Расчет	Измерение

2. Используя формулы (6.5), (6.6), построить графики переходных про­цессов U_c(f), i(t) при разряде конденсатора для следующих параметров RC-цепи Uc(0)=9 В; С=0,01 мкФ; R=20; 60; 100 кОм.

3. Для последовательной RL-цепи рассчитать постоянную времени τ и длительность переходного процесса Т_n, на основании которых построить приближенные кривые U_L(t), U_R(t) при следующих параметрах цепи: Е= 9 В, L=66 мГн, R=0,11; 5,11; 10,11 кОм. Результаты расчетов зане­сти в таблицу 6.2.

Таблица 6. 2

R, кОм	τ, мкс	Тn, мкс
Расчет	Измерение	Расчет	Измерение
0,11
5,11
10,11

4. Рассчитать сопротивление R_Σ для последовательной RLC-цепи с С=0,01 мкФ, L=66 мГн, при котором переходный процесс имеет аперио­дический, критический и колебательный характер. Для колебательного процесса рассчитать частоту затухающих колебаний ω, собственную частоту колебаний ω ₀ и коэффициент затухания δРезультаты расчетов за­нести в таблицу 6.3

Таблица 6.3

Режим	RΣ, Ом	ω, с^-1	ω, с^-1	δ, с^-1
Расчет	Измерение	Расчет	Измерение	Расчет	Измерение
Колебательный
Критический
Апериодический

5. Подключить экспериментальную установку для исследования пере­ходных процессов (панель № 7) к стабилизированному источнику постоянного напряжения U=12 В и ключом К1 включить электронный коммута­тор (рис 6.5). Включить напряжение питания осциллографа С1-72 нажати­ем кнопки "сеть" на передней панели прибора, осуществить его прогрев в течение 5 минут.

6. Переключателем К2 подключить к выходу ЭК левую часть схемы, содержащую резистор 1 кОм и последовательную RC-цепь, состоящую из переменного резистора 0÷100 кОм и конденсатора 0,01 мкФ.

7. Подать на вход “y”осциллографа напряжение с резистора 1 кОм, используя для этого соединительный кабель со штекером, входящий в комплект осциллографа.

8. Установить на экране осциллографа изображение полутора-двух периодов напряжения. По полученной временной зависимости U(t) на экра­не осциллографа определить:

• амплитуду напряжения импульса U_M;

• длительность импульса T_U;

• длительность паузы T_ПЗ;

• частоту коммутации f электронного коммутатора.

Результаты занести в таблицу 6. 4.

Таблица 6. 4

UM, В	TU, мкс	TПЗ, мкс	f, Гц

9. Провести исследование переходных процессов в последовательной электрической RC-цепи с резистором и конденсатором:

• переключить вход осциллографа с резистора R=1 кОм на конденса­тор С=0,01 мкФ. При трех различных сопротивлениях переменного резистора (R=20; 60; 100 кОм) зарисовать осциллограммы напряжений U_С(t) на конденсаторе и U_R(t) на резисторе при переходных процессах. Значения переменного резистора установить при помощи прибора В7-38, предварительно отключив напряжение питания + 12В:

• для каждой осциллограммы установить масштабы по осям времени и напряжения.

10.Исследовать переходные процессы в последовательной RL-цепи с резистором и катушкой индуктивности;

• при помощи переключателей K2 и КЗ включить под прямоугольное напряжение электронного коммутатора последовательную электрическую цепь, состоящую из переменного резистора 10 кОм, постоянного резистора 100 Ом и катушки индуктивности с параметрами L=66 мГн, R_К=12 Ом. Конденсатор С=0,01 мкФ должен быть отключен переключателем К3;

• снять осциллограмму подаваемого на исследуемую цепь прямоугольного напряжения и сравнить его амплитуду U_M, длительность импульса Т_U паузы Т_ПЗ и частоту импульсов f с результатами п. 8.

• снять с экрана осциллографа осциллограммы напряжений на участке цепи, состоящей из катушки индуктивности, резистора R=10 кОм и посто­янного резистора 100 Ом, при трех значениях сопротивления переменного резистора R = 100 Ом; 5кОм и 10 кОм. Значения сопротивления перемен­ного резистора устанавливать в соответствии с рекомендациями п. 9.

11.Исследовать процессы в последовательной RLC-цепи, состоящей из конденсатора и катушки индуктивности:

• переключателем КЗ переключить конденсатор С=0,01 мкФ к RL-цепи, которая исследовалась в п.10. Провести три опыта при значениях суммарного сопротивления резисторов

;

;

;

Измерения сопротивления резистора произвести в соответствии с п. 9.

• при выполнении опытов зарисовать осциллограммы напряжений на конденсаторе/

Дата добавления: 2015-01-03