Файл: Laba8_Issledovanie_perekhodnykh_protsessov_v_tsepyakh_pervogo_poryadka_2.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.03.2024
Просмотров: 7
Скачиваний: 0
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«Национальный исследовательский Томский политехнический Университет»
Центр цифровых
образовательных технологий
18.03.01 «Химическая технология»
Отчет по лабораторной работе №7
Исследование переходных процессов в цепях первого порядка
по дисциплине:
Электротехника
Исполнитель:
|
|
||||||
студент группы |
2Д02 |
|
Гладыш Полина Валерьевна |
|
24.05.2022 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Руководитель:
|
Каталевская Александра Владимировна |
||||||
преподаватель |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Томск – 2022
Константа графическим способом по кривым зависимостей i=f(t), u=f(t) равняется длине подкасательной.
Среднее значение равно 28. Рассчитанное по формуле 20. Расхождение значений связано с погрешностью построения графиков либо с погрешностью установки.
Подготовка к работе
-
В чем причина возникновения переходных процессов?
При всяком изменении режима работы цепи, содержащей хотя бы один накопитель электрической энергии (индуктивность L или емкость C) возникают переходные процессы – процессы перехода от одного установившегося режима к другому.
-
Сформулировать законы коммутации.
Первый закон коммутации
Ток, протекающий через индуктивный элемент L непосредственно до коммутации , равен току, протекающему во время коммутации, и току через этот же индуктивный элемент непосредственно после коммутации , так как ток в катушке мгновенно измениться не может:
Второй закон коммутации
Напряжение на емкостном элементе С непосредственно до коммутации равно напряжению во время коммутации, и напряжению на емкостном элементе непосредственно после коммутации , так как невозможен скачок напряжения на конденсаторе:
-
Как определить независимые и зависимые начальные условия, принужденные величины?
Независимые условия (начальные значения тока в индуктивности и напряжения на емкости) определяются по законам коммутации и требуют предварительного расчета установившегося режима докоммутационной цепи. Начальные же значения остальных величин (зависимые условия) определяются из уравнений, описывающих состояние послекоммутационной цепи в первый момент после коммутации (t = +0).
-
Как определить постоянные интегрирования в классическом методе расчета переходных процессов?
Постоянные интегрирования Аk определяются из начальных условий – зависимых и независимых
До коммутации конденсатор не был заряжен, так что по второму закону коммутации 6 uС(+0)=uC(-0)=0. Поэтому
-
Что такое постоянная времени в цепи первого порядка и как ее определить графически по экспериментальным кривым тока (напряжения)?
Постоянное времени–это величина обратно пропорциональна коэффициента затухания; временная характеристика простой электрической цепи, в которой происходит изменение заряда конденсатора С за счет его разряда через сопротивление R
Может быть найдена экспериментально полученный зависимости i(t), как длина подкасательной; графически может определиться как интервал времени на оси t от t=0 до точки пересечения касательной к U.
-
Чему равна постоянная времени в исследуемой цепи R, C? А в цепи R, L?
τ= RC=200*10^3*100*10^(-6)=20 c
τ=L/Rэ, где Rэ-входное сопротивление исследуемой цепи, измеряем или вычисляем со стороны реактивного элемента.
-
Вывести формулы (12.2) для расчета тока и напряжения при разряде конденсатора.
Для переходного процесса разрядки конденсатора можно записать уравнение (1)
Ток в такой цепи (2) подставляем в (1)
(3)
Напряжение на конденсаторе найдем по выражению
Принужденную составляющую напряжения находим из (3) при установившемся режиме цепи после коммутации
находим, решая однородное дифференциальное уравнение
, которому соответствует характеристическое уравнение
Тогда свободная составляющая напряжения , где постоянная времени цепи
Напряжение на конденсаторе в переходном режиме:
Постоянную интегрирования находим с учетом второго закона коммутации из начального условия
при t=0
Следовательно напряжение на конденсаторе в переходном режиме разряда на резистор R
А ток
-
Как рассчитать сопротивление R в цепи рис. 12.2 по результатам измерений в начальный момент времени напряжения при разряде и тока при заряде конденсатора?
В начальный момент времени ток при заряде конденсатора R можно рассчитать R= u/i(0), где i(0) при t=0+, так как в соответствии со вторым законом коммутация напряжение на конденсаторе сохраняет свое значение Uc(0)=0. В начальный момент времени напряжение при разряде конденсатора R можно рассчитать: т.к. напряжение конденсатора в начальный момент не изменится и будет равно u, а т.к. u при заряде, то R=u/i(0).
Вывод: Мы исследовали переходные процессы в цепях с конденсатором, убедились в выполнении законов коммутации. В результате сравнения значений, полученных в результате эксперимента и расчетов, присутствовала погрешность, которую можно объяснить неточностью построений графиков или неточностью приборов. Также наличие погрешности связано с неточностью снятия показаний из-за их быстрой смены, округлением в расчетах.