ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

Электроника
ТВЕРДОТЕЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОНИКА
Генератор сигналов специальной формы
Изучение статических характеристик
полевых транзисторов
Основные параметры полевого транзистора
Изучение оптоэлектронных приборов
оптопара (оптрон)
Вольтамперная характеристика
Классификация изделий микроэлектроники.
Эпитаксия
Нанесение тонких пленок.
Полевой транзистор с изолированным затвором
ФОТОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ
Фоторезисторы

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХФАЗНЫХ ЦЕПЕЙ
Переходные процессы в линейных цепях первого порядка
Переходные процессы в RLC цепях.
Спектральное представление периодических процессов
Исследование характеристик линейных четырехполюсников
Аппаратно-программный комплекс PClab – 2000
Методика выполнения лабораторного практикума
в лаборатории электротехники
Исследование неразветвленной и разветвленной
электрических цепей постоянного тока
Исследование нелинейных цепей постоянного тока
Переходные процессы в электрических цепях
Оборудование
Цепи, в которых изучаются переходные процессы, собирают из элементов, имеющихся на панели переменного тока и магазина сопротивлений, находящегося на стенде. На рис. I2 приведен фрагмент лицевой стороны панели переменного тока, на котором указаны используемые в работе элементы.


менной индуктивности.
При анализе переходных процессов в схемах замещения элементов цепи можно учитывать только следующие параметры:
сами углов потерь и индуктивностями выводов конденсаторов
и межвитковыми емкостями катушек индуктивности.
I - генератор с импульсным напряжением прямоугольной формы, 2 - ре-

зистор ,3,4 - конденсаторы переменной емкости, 5- катушка пере-

у конденсаторов – емкость , у катушки - её индуктив-

ность и сопротивление

Это означает, что при теоретических расчетах можно пренебречь танген-

Переходные процессы в рассматриваемых цепях наблюдают с помощью осциллографа, установленного на стенде. Для получения длительного, устойчивого изображения на экране осциллографа необходимо, чтобы переходный процесс в цепи периодически повторялся. Поэтому в работе используется генератор практически прямоугольных импульсов напряжения
(рис.13).

.



выбрана такой,

Длительность паузы между импульсами

чтобы переходной процесс в цепи успевал затухнуть к приходу очередного импульса.

Методика проведения работы

Лабораторная работа состоит из двух частей: теоретической (подготовка к работе) и экспериментальной (рабочее задание):

Теоретическая часть включает ряд вопросов, на которые студент должен подготовить ответы во внеаудиторное время до выполнения экспериментальной части лабораторной работы. Экспериментальная часть выпол-няется в лаборатории кафедры ТОЭ в соответствии с расписанием занятий.

Исследования проводятся для значений параметров элементов граней, указанных в таблице "Варианты параметров для предварительных расчетов и проведения лабораторной работы", в соответствии с номером бригады.

4.I. Подготовка к работе

I. Изучить классический метод расчета переходных процессов. Поз-накомиться с контрольными вопросами, приведенными в конце описания ра-
боты. ...

2. Для схемы, помешенной на рис. 14, вычислить:

 

 

 


 ,чтобы

а) постоянную времени

 

 

 


, чтобы

б) постоянную времени

и

(длительность импульса) заданы в таблице ва-

Значения 

- момент

, т.е. -

риантов. Здесь:, где

времени, предшествующий окончанию импульса.

и

необходимо в общем виде получить выраже

Для расчета

при действии в схеме рис.I4 ступеньки напряжения

ние для

что эквивалентно подключению источника постоянной ЭДС к ветви с




 

и сопротивления
. Для

последовательным соединением емкости

этого рекомендуется предварительно получить выражения

 через параметры схемы , и 

времени
3. Используя результаты п.2, нарисовать на одном графике качест-

венно кривые для схемы рис.14 при двух значениях постоянной

и

, если ЭДС источника является импульсом

напряжения прямоугольной формы. При построении рекомендуется

как сумму двух сту-
 рассматривать прямоугольный импульс ЭДС
 
пенчатых функций противоположной полярности, сдвинутых относительно
(см."Теоретические сведе-

 друг друга на время длительности импульса

ния" ).

4. Привести выражение для определения сопротивления в схеме

рис.I5, считая известными значения сопротивления и

 

 где - принужденное значение напряжения на сопротивлении  при

.Величина задана в таблице вариантов.

 

 

 Для этого следует получить выражении и (0) через пера-

метры схемы и подставить их в уравнение для .

5. Качественно начертить график изменения напряжения  в схеме рис.I5 с учетом результатов, полученных в л.4, и методических указаний п.З.

6. Рассчитать сопротивление катушки индуктивности

рис.I6, используя известные величины = 400 Ом и

 (см.таблицу вариантов), предварительно получив выражение для 

(принужденная составляющая напряжения на катушке индуктивности при

 ) и и - параметры схемы замещения катуш-
 ки индуктивности.
в
7. Качественно начертить график изменения напряжения
схеме рис.I6 с учетом данных п.6 и рекомендаций п.З.



8. Начертить новую схему, получив ее из схема рис.I6 подключе-

нием сопротивления = 200 Ом, таким образом, чтобы начальное значен-

ние напряжения уменьшилось в три раза по сравнению со значе-

 нием в схеме рис.I6.

 9. Записать выражение для напряжения на сопротивлении

 в схеме, полученной в п.8 через ее параметры, предварительно по-

лучив выражение для , и 

 Качественно построить график изменения напряжения .



Качественно построить графики ,
 

 

I0, Записать через параметры схемы выражения токов

и напряжения
для варианта схемы рис.I7, выбранного в соответ-
ствии с таблицей вариантов.

и

 Рекомендуется сначала получить выражения для ,
и
для схемы рис.I7а, а затем по закону Кирхгофа напряжений най-

ти .

II. Ознакомиться с рабочим заданием и подготовить бланк отчета
(см."Требование к отчету").
4.2. Рабочее задание
I2. Подать напряжение с выхода генератора прямоугольных импуль-
сов (он расположен в левой части панели переменного тока) на осцил-
лограф и получить на экране одиночный импульс высотой 40 мм и шири-
ной от 30 до 50 мм. Для получения устойчивого изображения сигнала на
экране осциллографа используют ручки "Режим запуска" и "Уровень за-
пуска". Размер импульса по вертикали установить с помощью ручек



» (ступенчатая регули-

"Усиление" (плавная регулировка) и «

ровка). Размер импульса по горизонтали установить с помощью ручек "Длит./см" и "Множитель". После установки требуемых размеров импульса перечисленные выше ручки управления лучом осциллографа в процессе выполнения всей работы не трогать!
Снять на кальку осциллограмму напряжения источника.
I3. Собрать цепь по схеме рис.I4 и подать на вход осциллографа

напряжение . Экспериментально подобрать такую емкость , при

которой значения напряжения на резисторе в моменты падения импульса

 и окончания будут отличаться в раз (см. таблицу вариантов).

 Снять осциллограмму и записать значение емкости конденса- тора  . Установить величину сопротивления резистора , используя при расчете вычисленные в п.2а значение и экспериментально установленное значение емкости .

 I4. Рассчитать, при каком значении емкости в схеме рис..14 вы-

полняется условие При расчете воспользовать-

ся значением , найденным в п.2б и величиной , вычисленной в

предыдущем пункте.

 Установить переключателем переменной емкости значение, наи-
более близкое к рассчитанному, и снять на кальку осциллограмму напря-

жжения .

I5. Для схемы рис.I5 рассчитать величину сопротивления по

выражению, полученному в п.4. Величины и взять такими же, как в
схеме п.I4.

I6. Собрать цепь по схеме рис.I5. Для этого к имеющейся цепи па-

раллельно конденсатору подключить магазин сопротивлений и устано-

вить его сопротивление ,равным рассчитанному в предыдущем пункте.

Снять на кальку осциллограмму напряжения и сравнить ее с

графиком, полученным в п.5.

I7. Собрать цепь по схеме рис.I6. Экспериментально подобрать такую катушку индуктивности, чтобы

 Снять на кальку осциллограмму и записать значение

индуктивности.
Если при использовании катушки индуктивности не удается получить требуемого значения , то в этом случае необходимо последовательно с катушкой переменной индуктивности включить одну




или несколько катушек, из имеющихся на панели переменного тока.

I8. Рассчитать для схемы рис I6 значение постоянной времени, используя для этого результаты пп.6 и I8. Показать, почему при выб-

ранных параметрах схемы можно считать, что

I9. Собрать цепь по схеме, полученной в п.8 и снять на кальку

осциллограмму напряжения на резисторе

 20. Рассчитать напряжение по выражению , полученному в п.9, и сравнить результаты расчета и эксперимента по значениям ,

 

 

 


 2I. Собрать цепь по схеме, приведенной на рис.I7. Параметры

 и взять такими же, как в п.I7, и - - как в п.I3.

Снять на кальку осциллограммы напряжений и

Методика обработки данных и выводы

 I. Результаты экспериментальных исследований и расчетов необходимо внести в соответствующие таблицы.

 2. Полученные в работе осциллограммы перенести на

 соответствующие графики зависимостей , построенные при теоретическом анализе.

3. Оценить по результатам проделанной работы для каких схем и

при каких значениях параметров можно считать, что

УI. Требования к технике безопасности

При выполнении данной работы необходимо руководствоваться положениями "Инструкции по технике безопасности при выполнений лабораторных работ на кафедре ТОЭ".

УII. Требования к отчету

I. Отчет по лабораторной работе оформляется на стандартных ма-
шинописных страницах II формата. Записи делаются только на одной сто-
роне листа.

2. Отчет по лабораторной работе оформляется каждым студентом
самостоятельно во внеаудиторное время до начала лабораторного заня-
тия, и во время его.

3. Отчет должен содержать ответы на вопросы подготовки к лабораторной работе; расчетные выражения, которые потребуются при выполнений экспериментальной части; схемы, используемые как при расчетах, так и при эксперименте; таблицы для записи расчетных и экспериментальных данных.

4. В процессе выполнения экспериментальной части лабораторной работы, измеренные и расчетные данные, заносятся в таблицы и отроятся необходимые графики. Построение графиков выполняется на миллиметровке.

Таблица расчетных и экспериментальных данных

Контрольные вопросы

Перечень контрольных вопросов и методические указания к их решению изложены в работе "Переходные процессы в цепях с конденсатора-ми". Вопросы и методические указания к лабораторной работе № II для студентов специальности 0648 - "Конструирование и технология производства ЭВА". Москва, МИЭМ, 1985.