Scopul lucrării. Examinarea proceselor care au loc într-un circuit care conține R, L, C - Elemente furnizate curenti quasistationary.
Din teoria
Quasistationary numite curenți alternativi, ale căror valori instantanee sunt practic identice, iar perturbația electromagnetic distribuit într-un lanț au o viteză egală cu viteza luminii în toate secțiunile lanțului. Prin valorile instantanee ale dreptului de uz curent lui Ohm și regulile Kirchhoff urmat lui.
Quasistationarity condiție suficientă este:
unde L - dimensiunile liniare ale sistemului,
c - viteza luminii.
Luați în considerare cele mai simple formează un circuit electric, constând conectat seria R, L, C - elementele și e sursa de tensiune alternativă (t) (Figura 1).
Presupunând că curenții din circuit (Figura 1) sunt cvasi-staționare, de la legea lui Ohm și regulile lui Kirchhoff obține
un circuit electric pentru cvasistaționară scriere curent ecuația diferențială
Exemple tipice de procese cvasi-staționare sunt fenomene tranzitorii în R, L, C - circuite cu pornirea și oprirea acestora într-o constantă e. DS
Tranzitorii în RC și RL - circuite.
Tranzitorii în circuitele electrice apar atunci când porniți sau opriți e. DS și modificarea unuia sau a mai multor parametri ai circuitului.
Tranzitorii în circuitele electrice liniare sunt descrise de ecuații diferențiale liniare, elaborate în conformitate cu regulile lui Kirchhoff.
Luați în considerare fenomene tranzitorii în circuitul din Fig.2.
P și p. 2 și P s. 3
Când RC - lanțul sub o tensiune constantă e (t) = U0 cred că atunci când t = 0. Uc = 0 (condensator neîncărcat). Pe baza celui de al doilea regulile lui Kirchhoff, obținem:
Uc + UR = U0 sau IR + Uc = U0. (5)
Substituind I = c × DUC / dt obținem expresia formei
Decizia a ecuației diferențiale de ordinul I poate fi scris ca:
unde tc = RC- timp de circuit constantă egală cu intervalul de timp, după care tensiunea în circuitul schimbă e = 2,7raz U0 comparativ.
Curentul de încărcare este determinată în circuitul tranzitorie RC-
Analiza interdependenței temporale Uc (t) și Ig (t) în circuitul RC- în timpul tranzitorii arată că în timp tensiunea Uc peste crește condensator, care tind să U0 (Figura 4), iar scăderile curente de la o valoare egală cu U0 / R. la zero (Fig. 5). Atunci când această modificare a tensiunii de pe condensator și curentul în circuit în timpul modului tranzitoriu este mai rapid decât timpul de jos tc = constanta RC de circuit.
P și p. R4 și p. 5
.. Scurt RC - lanț, adică, de descărcare a condensatorului C pe R. rezistență poate fi descrisă de ecuația:
in care Ip = CdUc / dt; UR = IPR;
Obținem o ecuație diferențială omogenă de ordinul întâi:
Uc + RCdUc / dt = 0, (11)
Soluția acestei ecuații este:
Pentru curentul de descărcare poate fi scris
și pentru tensiunea UR - respectiv
dependențelor de timp pentru curent și tensiune în timpul procesului de tranziție sunt prezentate în Fig. 6 și 7, care arată că tensiunea Uc și curentul Ip scade exponențial în funcție de timp constantă tc = RC.
P și p. R6 și c. 7
Să considerăm RL - circuitul prezentat în figura 3. Când U0 tensiune continuă în cadrul procesului de tranziție este descris de ecuația diferențială:
Soluția acestei prime ecuație diferențială liniară este o ecuație de tip
unde tL = L / R - timpul RL constant - lanț, egală cu intervalul de timp după care curentul în circuit variază e = 2,7 ori în comparație cu I0 valoarea sa inițială. Tensiunea tranzitorie peste inductor L poate fi scrisă ca
Fig. 8, 9 caracteristici arata dinamice ale curentului din circuitul și UR, UL tensiune tranzitorie. Pe parcursul curentului tranzitoriu în circuitul crește gradat de la zero la I0 = U / R. în acest moment tensiunea peste inductor scade de la U0 = UL (0) până la zero.
P și p. R8 și p. 9
Dacă un RL scurt circuit - Circuit apare pe R. rezistență de descărcare bobina
Soluție de ecuația (20) are forma
partea experimentală
Studiile experimentale efectuate pe structura plăcii de circuit pe care sunt plasate: banca condensator - C1 = 6800 pF, C2 = 0,01 uF, C3 = 0,1 microfarazi; inductor L = 0,1 T; rezistență Shop R (fig. 17).
Circuit de testare RLC- alcătuit din elemente individuale aranjate pe aspectul.
Generatorul de tip G3-112 furnizează semnale: pătrat puls amplitudinea U0 = 1¸5 durate diferite. Pentru monitorizarea forme de undă de curent și tensiune, folosind un osciloscop S1-73.
Ordinea de execuție a lucrărilor
1. Pentru a determina perioada de generatorul de impulsuri dreptunghiulare.
Cu ieșire a generatorului 3G semnal la intrarea osciloscopului „Y“ (fig.18).
La minim pentru a primi perioada de sincronizare de pe ecran 1-2 într-un mod de scanare continuu. Pentru a determina perioada de semnal durata T. puls tu. raportul datorie Q = T / tu, folosind osciloscop calibrat. Rezultatul este scris în tabelul 1.
T a b l e 1
3. Studiul condensatorului procesului de încărcare prin rezistența.
Se asamblează diagrama circuitului electric din Fig. 20 cu un condensator C = 6800 pF. Circuitul de rezistență R aleasă astfel încât tc< Se determină R prin această formulă. Urcă-te pe ecran osciloscop în schimbările continue model modul de scanare la o tensiune de încărcare a condensatorului. Imaginea Schița într-un notebook. Rata la desen lanț tc, folosind expresii Rezultatele sunt prezentate în tabelul 3. Calcule similare dețin condensatori C2 și C3. Comparați imaginile. Prin schimbarea R (în sus), sub formă de undă schiță obținute Notând tc. 4. Studiul activității circuitului de integrare. Circuitul de integrare este satisfăcător dacă tc = constanta RC aproximativ egală sau mai mare decât perioada T0 a semnalului, adică. E. Tc = RC = T0. Asamblați circuitul conform Fig. 20 cu elementele C = 0,01 uF, R ridica, din raportul R = T0 / C. 5. Studiul activității circuitului de diferențiere. Asambla circuit electric conform schemei (Figura 21), cu condensatorul C1 = 0,1 microfarazi. condensator Schița încărcare curba curent și estimare tc. Se înregistrează rezultatele din tabelul 4.articole similare