Файл: Общая электротехника и электроника учебнометодический комплекс.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 02.05.2024
Просмотров: 91
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
2 и сопротивления R1, R2. Выходное напряжение этой цепи u3 (рис. 6.6, г) зависит от величины ограничительного сопротивления R2:
.
3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Собрать на наборном поле схему (рис. 6.4) для определения ВАХ полупроводниковых приборов, используя амперметр и вольтметр постоянного тока и напряжения. Сопротивление R задано в табл. 6.1 и выдается преподавателем.
Таблица 6.1
2. Установить в схему полупроводниковый диод и определить его вольт-амперную характеристику, сделав по пять измерений напряжения и тока при прямой и обратной полярности приложенного напряжения. При этом ток диода в прямом включении не должен превышать 50 мА, напряжение при обратном включении не должно превышать 20 В. Регулирование напряжения осуществляется потенциометром П блока постоянного напряжения УИЛСа.
3. Установить в схему полупроводниковый стабилитрон. Определить его вольт-амперную характеристику, сделав по пять измерений тока и напряжения при прямой и обратной полярности приложенного напряжения. При этом ток стабилитрона в прямом и обратном включениях не должен превышать 15 мА. Результаты измерений п. 2, 3 занести в табл. по форме 6.1.
4. По результатам измерений п. 2, 3 построить ВАХ диода и стабилитрона.
5. По формулам (6.1),(6.2) вычислить статическое и дифференциальное сопротивления диода и стабилитрона для всех точек измерений. Приращения
и 
в формуле (6.2) определяются как разность напряжений и токов в соседних точках. Результаты занести в табл. по форме 6.1.
6. Построить зависимости Rст(I) и Rд(I) для диода и стабилитрона.
7. Собрать схему, изображенную на рис. 6.5, а. Величина R1 задана в табл. 6.1. Сопротивление R1 выдается преподавателем. Подключая осциллограф на вход этой цепи и к сопротивлению R1, зарисовать осциллограммы напряжений u1 и u2. В качестве источника синусоидального напряжения использовать источник блока трехфазных переменных напряжений УИЛСа. Установить величину этого напряжения согласно табл. 6.1.
Форма 6.1
8. Собрать на наборном столе схему, изображенную на рис. 6.6,а. Величины R1 и R2 заданы в табл. 6.1. Подключая осциллограф, зарисовать кривые напряжений u1, u2 и u3 (рис. 6.6, б, в, г). Схема подключения осциллографа к схеме указана на рис. 6.6, а.
4. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
1. Схемы установки для определения ВАХ выпрямителя и ограничителя напряжений.
2. Перечень измерительных приборов и их характеристики.
3. ВАХ диода и стабилитрона.
4. Таблица опытных и расчетных данных.
5. Графики Rст(I) и Rд(I) для диода и стабилитрона.
6. Осциллограммы напряжений u1, u2, u3 выпрямителя и ограничителя напряжений.
7. Выводы.
5. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1. Какие элементы электрической цепи называются нелинейными?
2. Какие характеристики нелинейных элементов статическими и какие
динамическими?
3. Каким образом по характеристикам нелинейных элементов определяют статическое и дифференциальное сопротивления?
4. Какие характерные особенности работы имеют диод и стабилитрон?
5. Какие свойства диода используются в полупроводниковом выпрямителе? Как работает это устройство?
6. Какие свойства стабилитрона используются в полупроводниковом
ограничителе напряжения? Как работает это устройство?
Л и т е р а т у р а: [2], c. 126...127, 139…140.
Работа 7. ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ЦЕПИ С ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ СОЕДИНЕНИЕМ АКТИВНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ C КАТУШКОЙ ИНДУКТИВНОСТИ И АКТИВНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ С КОНДЕНСАТОРОМ
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Экспериментальное исследование переходных процессов в цепях с последовательным соединением активного сопротивления R с катушкой индуктивности L и активного сопротивления R с конденсатором C при включении их на постоянное напряжение и последующем замыкании накоротко.
Определение постоянной времени цепи, сопоставление опытных данных с результатами теоретического расчета.
2. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Переходным процессом называют процесс перехода электрической цепи от одного установившегося режима работы к другому установившемуся режиму ее работы.
Переходный процесс возникает сразу после коммутации цепи. Его появление объясняется изменением запаса энергии в индуктивностях и емкостях цепи, которое не может происходить мгновенно (скачком). Поэтому переходный процесс в цепях, содержащих индуктивности и емкости, имеет определенное временное протяжение. Момент времени, соответствующий коммутации, принимается за начало отсчета времени переходного процесса и обозначается как
t = 0.
Для момента коммутации справедливы два важных положения, которые называются законами коммутации.
Первый закон коммутации ток в индуктивности при коммутациях не может изменяться мгновенно. Иначе говоря, ток в индуктивности в последний момент перед коммутацией равен току в ней в первый момент после коммутации.
Второй закон коммутации напряжение на емкости при коммутациях не может изменяться мгновенно. Иначе говоря, напряжение на емкости в последний момент перед коммутацией равно напряжению на этой емкости в первый момент после коммутации.
В данной работе исследуются переходные процессы в цепях с последовательным соединением RL и RC при включении этих цепей на постоянное напряжение, а также при отключении их от постоянного напряжения с одновременным замыканием накоротко. Схемы этих цепей, вид коммутации, графики изменения токов и напряжений на индуктивности и емкости при переходных процессах, а также аналитические выражения для исследуемых токов и напряжений приводятся в табл. 7.1.
Величины
и 
, входящие в формулы для токов и напряжений при переходном процессе, зависят только от соотношения между параметрами цепи. Они называются постоянными времени и имеют размерность времени, с. Для цепи RL: 
, (7.1)
где L индуктивность цепи, Гн; R сопротивление цепи Ом.
Для цепи RC:
с , (7.2)
где C емкость цепи, Ф.
Заметим, что величина постоянной времени цепи RL прямо пропорциональна индуктивности цепи и обратно пропорциональна сопротивлению цепи, а величина постоянной времени цепи RC прямо пропорциональна как величине емкости цепи, так и величине сопротивления цепи.
. 3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Собрать на наборном поле схему (рис. 6.4) для определения ВАХ полупроводниковых приборов, используя амперметр и вольтметр постоянного тока и напряжения. Сопротивление R задано в табл. 6.1 и выдается преподавателем.
Таблица 6.1
-
№
варианта
П а р а м е т р ы ц е п и
R, Ом
R1, Ом
R2, Ом
U1, Ом
f, Гц
1
750
300
75
13
50
2
750
300
75
14
50
3
750
300
75
15
50
4
750
300
75
13
50
5
510
200
100
14
50
6
510
200
100
15
50
7
510
200
100
13
50
8
510
200
100
14
50
2. Установить в схему полупроводниковый диод и определить его вольт-амперную характеристику, сделав по пять измерений напряжения и тока при прямой и обратной полярности приложенного напряжения. При этом ток диода в прямом включении не должен превышать 50 мА, напряжение при обратном включении не должно превышать 20 В. Регулирование напряжения осуществляется потенциометром П блока постоянного напряжения УИЛСа.
3. Установить в схему полупроводниковый стабилитрон. Определить его вольт-амперную характеристику, сделав по пять измерений тока и напряжения при прямой и обратной полярности приложенного напряжения. При этом ток стабилитрона в прямом и обратном включениях не должен превышать 15 мА. Результаты измерений п. 2, 3 занести в табл. по форме 6.1.
4. По результатам измерений п. 2, 3 построить ВАХ диода и стабилитрона.
5. По формулам (6.1),(6.2) вычислить статическое и дифференциальное сопротивления диода и стабилитрона для всех точек измерений. Приращения
и в формуле (6.2) определяются как разность напряжений и токов в соседних точках. Результаты занести в табл. по форме 6.1.6. Построить зависимости Rст(I) и Rд(I) для диода и стабилитрона.
7. Собрать схему, изображенную на рис. 6.5, а. Величина R1 задана в табл. 6.1. Сопротивление R1 выдается преподавателем. Подключая осциллограф на вход этой цепи и к сопротивлению R1, зарисовать осциллограммы напряжений u1 и u2. В качестве источника синусоидального напряжения использовать источник блока трехфазных переменных напряжений УИЛСа. Установить величину этого напряжения согласно табл. 6.1.
Форма 6.1
| Наименование полупровод- никового элемента | Вольт-амперные характеристики | |||||||
| Прямое направление | Обратное направление | |||||||
| U, B | I, мА | Rст, Ом | Rд, Ом | U, B | I, мА | Rст, Ом | Rд, Ом | |
| Диод | | | | | | | | |
| | | | | | | | | |
| | | | | | | | | |
| | | | | | | | | |
| | 50 | | | 20 | | | | |
| Стабилитрон | | | | | | | | |
| | | | | | | | | |
| | | | | | | | | |
| | | | | | | | | |
| | 15 | | | | 15 | | | |
8. Собрать на наборном столе схему, изображенную на рис. 6.6,а. Величины R1 и R2 заданы в табл. 6.1. Подключая осциллограф, зарисовать кривые напряжений u1, u2 и u3 (рис. 6.6, б, в, г). Схема подключения осциллографа к схеме указана на рис. 6.6, а.
4. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
1. Схемы установки для определения ВАХ выпрямителя и ограничителя напряжений.
2. Перечень измерительных приборов и их характеристики.
3. ВАХ диода и стабилитрона.
4. Таблица опытных и расчетных данных.
5. Графики Rст(I) и Rд(I) для диода и стабилитрона.
6. Осциллограммы напряжений u1, u2, u3 выпрямителя и ограничителя напряжений.
7. Выводы.
5. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1. Какие элементы электрической цепи называются нелинейными?
2. Какие характеристики нелинейных элементов статическими и какие
динамическими?
3. Каким образом по характеристикам нелинейных элементов определяют статическое и дифференциальное сопротивления?
4. Какие характерные особенности работы имеют диод и стабилитрон?
5. Какие свойства диода используются в полупроводниковом выпрямителе? Как работает это устройство?
6. Какие свойства стабилитрона используются в полупроводниковом
ограничителе напряжения? Как работает это устройство?
Л и т е р а т у р а: [2], c. 126...127, 139…140.
Работа 7. ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ЦЕПИ С ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ СОЕДИНЕНИЕМ АКТИВНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ C КАТУШКОЙ ИНДУКТИВНОСТИ И АКТИВНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ С КОНДЕНСАТОРОМ
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Экспериментальное исследование переходных процессов в цепях с последовательным соединением активного сопротивления R с катушкой индуктивности L и активного сопротивления R с конденсатором C при включении их на постоянное напряжение и последующем замыкании накоротко.
Определение постоянной времени цепи, сопоставление опытных данных с результатами теоретического расчета.
2. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Переходным процессом называют процесс перехода электрической цепи от одного установившегося режима работы к другому установившемуся режиму ее работы.
Переходный процесс возникает сразу после коммутации цепи. Его появление объясняется изменением запаса энергии в индуктивностях и емкостях цепи, которое не может происходить мгновенно (скачком). Поэтому переходный процесс в цепях, содержащих индуктивности и емкости, имеет определенное временное протяжение. Момент времени, соответствующий коммутации, принимается за начало отсчета времени переходного процесса и обозначается как
t = 0.
Для момента коммутации справедливы два важных положения, которые называются законами коммутации.
Первый закон коммутации ток в индуктивности при коммутациях не может изменяться мгновенно. Иначе говоря, ток в индуктивности в последний момент перед коммутацией равен току в ней в первый момент после коммутации.
Второй закон коммутации напряжение на емкости при коммутациях не может изменяться мгновенно. Иначе говоря, напряжение на емкости в последний момент перед коммутацией равно напряжению на этой емкости в первый момент после коммутации.
В данной работе исследуются переходные процессы в цепях с последовательным соединением RL и RC при включении этих цепей на постоянное напряжение, а также при отключении их от постоянного напряжения с одновременным замыканием накоротко. Схемы этих цепей, вид коммутации, графики изменения токов и напряжений на индуктивности и емкости при переходных процессах, а также аналитические выражения для исследуемых токов и напряжений приводятся в табл. 7.1.
Величины
и , входящие в формулы для токов и напряжений при переходном процессе, зависят только от соотношения между параметрами цепи. Они называются постоянными времени и имеют размерность времени, с. Для цепи RL: , (7.1)где L индуктивность цепи, Гн; R сопротивление цепи Ом.
Для цепи RC:
с , (7.2)где C емкость цепи, Ф.
Заметим, что величина постоянной времени
цепи RL прямо пропорциональна индуктивности цепи и обратно пропорциональна сопротивлению цепи, а величина постоянной времени цепи RC прямо пропорциональна как величине емкости цепи, так и величине сопротивления цепи.
