Исследование переходных процессов в линейных цепях. Моделирование переходных процессов на ПК. Обработка графиков

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7

ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЯХ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:1.Закрепить  знания  о переходных процессах в линейных цепях

2. Научиться моделировать переходные процессы на ПК

3. Научиться обрабатывать графики переходных процессов (п/п)

ВВЕДЕНИЕ

Строго говоря, все электрические цепи все время находятся в переходном процессе, т.е. происходит непрерывное изменение токов, напряжении, параметров элементов, источников. Если такие изменения малы по сравнению с максимальным значением и не представляют интереса, если процесс периодический и носит устойчивый характер (амплитудные значения постоянны) то говорят в схеме существует установившийся режим. Анализу таких режимов были посвящены лабораторные работы 1,2,6.  В данной работе рассмотрим расчет и моделирование переходного процесса при включении схем на постоянное и синусоидальное напряжение. Ниже приведена таблица с основными формулами, которые используются в лабораторной работе.

Таблица 7.1

КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ
ГЛАВНОЕ		ПОРЯДОК РАСЧЕТА			КОММЕНТАРИИ
1	i(t)=iпр(t)+iсв(t)	1	Находят корни: Δ(р)=0		R~ R L~ pL  C~1/pC
2	iпр(t)-принужденное значение	2	Рассчитывают схему при t→ ∞		Установившйся режим
A	Е=CONST  iпр(t)= CONST	3	Записывают решение. (См. Главное п.3)		См.ГЛАВНОЕ п.3
Б	e(t)=EMsinωt iпр(t)=IMsin(ωt+φ)	4	Рассчитывают UC(0) и IL(0)		Расчет схем при t ‹0
3	iсв(t)- свободная составля- ющая	5	Рассчитывают схему при t=0		R~R L~iL(0) C~UC(0)
A	iсв(t)=Aept	6	Находят постоянные интегрирования		Решают уравнения п.3
Б	iсв(t)=А1ept+A2ept	ИСТОЧНИКИ СИГНАЛА
		ПОСТОЯННОГО		СИНУСОИДАЛЬНОГО
B	iсв(t)=	Um U(t)                                      T		U(t)=Umsin(ω0t+φ)
4	A, A1, A2,υ-постоянные интегрирования p,p1,p2,p= -δ0±jω0–корни характеристического уравнения

В таблице в сжатом виде приведен порядок расчета переходного процесса классическим методом.  Особое внимание обратите  на запись в первой строке колонки “ГЛАВНОЕ”. Эта запись говорит о том, что любой ток (напряжение) в линейной цепи может быть представлен суммой двух функции. С расчетом принужденного значения Вы знакомились ранее. Следовательно, надо научиться рассчитывать вторую функцию (свободную составляющую).  Приступим к выполнению пункта №1.

1. ИССЛЕДОВАНИЕ ЦЕПИ R-L ПРИ ВКЛЮЧЕНИИ НА ПОСТОЯННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ

A. Теоретические сведения.

Исходная схема имеет вид (рис.7.1). Обсудим расчет этой схемы. Считают, что              

Кл

                                       переходный процесс начинается с момента какого-то                                                              

R

                                        изменения в схеме. Это изменение называют коммута

Е

L

                                        цией. С момента коммутации начинают отсчет времени

                                                переходного процесса. В схеме (рис.7.1) коммутация

i (t)

                                                     замыкание ключа (Кл).  Очевидно, что до замыкания

                                                ключа была одна схема, она получила название докомРис.7.1 Цепь R-L.          утационной. После коммутации другая- послекоммута

iпр(t)

                                       ционная, со своими режимами работы (рис.7.2).

 

iд(t)

i(-0)

           

i(0)