Экспериментальная часть.

Подготовка к выполнению работы.

Переходные процессы в RC-цепи

Лабораторная работа № 4

Требования к отчету.

Нагруженного

контура. Для этого подключить к контуру сопротивление нагрузки

R н =1 кОм (рис. 6).

Проделать все измерения, построение графика и расчеты согласно

п. 4.3. Данные измерений занести в таблицу 7.

По результатам измерений и расчетов сделать вывод о влиянии R н на

эквивалентную добротность и полосу пропускания параллельного контура (т.е. на его избирательные свойства).

Отчет должен содержать:

– схемы исследуемых цепей;

– данные элементов схемы;

– таблицы измеренных величин;

– графики частотных характеристик ненагруженного и нагруженно-

го последовательного и параллельного контуров;

– теоретический расчет добротностей и полос пропускания контуров

(по данным элементов схемы) – ненагруженного и нагруженного;

– выводы по работе, т.е. оценка влияния генератора и нагрузки на избирательные свойства контуров.

1. Цель работы.

Изучение и экспериментальная проверка переходных процессов, возни-

кающих при коммутациях в цепи, содержащей резисторы и конденсатор.

При подготовке к работе необходимо изучить явления переходных про- цессов, законы коммутации, методы расчета токов и напряжений в цепи в принужденном и переходном режимах, влияние параметров элемен- тов цепи на характеристики переходного процесса.

3.1. Собрать схему (рис. 7). При этом в качестве резистора R использовать

R 1 = (100 + n ⋅ 10), Ом, где n – номер лабораторного стенда.

R 2 =100 Ом, С = 100 нФ.

3.2. Установить напряжение источника E = 10 В. Напряжение генератора

прямоугольных импульсов используется для управления работой ключа «К», осуществляющего коммутацию исследуемой цепи. Вели-

чина напряжения

U вых

= 10 В необходима для устойчивой работы

Рис. 7

ключа; частота генератора f = 2,5 кГц выбрана такой, чтобы за период

коммутации

T =1

f =1 2, 5⋅103 = 400 мкс переходные процессы при

включении и отключении цепи практически заканчивались (т.е. не

«накладывались» по времени друг на друга). При работе ключа «К» с частотой f = 2,5 кГц (Т = 400 мкс) периодически повторяются процес- сы заряда и разряда конденсатора С. При этом:

– ключ «К» – размыкается – разряженный конденсатор С заряжается

до Е по цепи: + Е,

R 1,

R 2, C, – Е с постоянной времени

заряда

tзар. = (R 1 + R 2)⋅ C;

– ключ «К» – замыкается – заряженный конденсатор разряжается до

0 по цепи: + С,

tразр. = R 2 ⋅ C.

R 2, – С с постоянной времени разряда

Видно, что разряд в этой схеме происходит быстрее заряда конденсатора,

а токи заряда и разряда противоположны по направлению (см. рис. 7).

3.3. Получить осциллограммы напряжений

U R 1,

U R 2,

U C, поочередно

подключая осциллограф к соответствующим элементам схемы и зари- совать их в отчете, разместив все графики один под другим и со- вмещая время заряда и разряда конденсатора (масштаб изображе- ний на экране осциллографа выбрать следующим – по горизонтали

«0,05 мс/дел» на деление, по вертикали – «5 В» на деление). Отметить

на графиках области времени заряда и разряда конденсатора. Оценить верность графиков – при заряде конденсатора для любого момента времени по графикам должно выполняться условие:

U R 1 + U R 2 + U С = Е,

при разряде конденсатора:

U R 2 + U С = 0.

3.4. Уменьшить емкость конденсатора С в 2 раза (С = 50 нФ) и повторить

выполнение пункта 3.3. Сделать вывод о влиянии величины емкости на время переходного процесса.

Дата добавления: 2017-02-01