Переходные процессы в цепях с одним накопителем

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Санкт-Петербургский  государственный горный  институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

Кафедра  электротехники и электромеханики

Лабораторная работа №1

По дисциплине:                   Теоретические основы электротехники

                           (наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

Тема: Переходные процессы в цепях с одним накопителем

Выполнил: студент  гр. ЭР-06-1                   ______________              /Трифонов И.С./

                                                                                                                       ^{(подпись)                                            (Ф.И.О.)}  

ОЦЕНКА: _____________

Дата: __________________

ПРОВЕРИЛ:

Руководитель:    профессор                             ____________                /Шонин О.Б./

                                                                                                                           ^{(подпись)                                          (Ф.И.О.)}

Санкт-Петербург

2008

Задание:

1. Исследовать разряд и заряд конденсатора в RC-контуре с источником постоянного напряжения. Собрать схему измерений и получить осциллограммы p_c(t), u_c(t),

i_c(t), w_c(t). По осциллограмме напряжения заряда и разряда определить постоянную времени. Измерить величину тока в момент скачка г₀. Определить

момент времени соответствующий максимальной мощности заряда. Определить значение запасенной энергии в конце переходного процесса заряда. Сравнить результаты измерения с расчетными значениями.

2. Параллельно   конденсатору   подключить   сопротивление  и .

Повторить измерения. Результаты занести в таблицу. Объяснить влияние внутреннего резистора .

Дано:

W = 0,5 Дж

С =100 мФ

А.

Решение:

Определим входные параметры схемы:

 

Рассчитаем постоянную времени и период заряда и разряда конденсатора:

Определим частоту источника прямоугольных импульсов:

Соберем исследуемую схему и схему для свободных составляющих:

Найдем момент времени при котором мощность на конденсаторе будет максимальной. Известно, что. Возьмем производную                                                      от мощности  по  времени  и приравняем ее  к нулю для  нахождения времени соответствующего максимуму мощности: .

В нашем случае время, при котором мощность максимальна будет 3,47 мс.

В нашем случае конденсатор перестает заряжаться при .

Посчитаем  энергию в этот момент времени, получим 493,28 мДж.

Сравним рассчитанные и полученные экспериментально, в среде Electronics Workbench, данные. Для этого установим ползунок на напряжении соответствующем 0,95Е. Исходя из осциллограммы имеем, что постоянная времени равна 0,05с. Что полностью соответствует расчетам.