Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Факультет радиоэлектроники летательных аппаратов

Кафедра теоретической радиотехники

ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЦЕПЕЙ

Лабораторная работа:

«Исследование переходных процессов в колебательном контуре »

Выполнили ст. гр. 04-215

Егоров Василий

Малкова Екатерина

Москва 2008

Цель работы. Анализ переходных процессов в колебательном контуре общего вида, сопоставление экспериментальных результатов с предварительно рассчитанными параметрами, анализ влияния элементов колебательного контура на характер переходного процесса.

1. Краткие теоретические сведения

Переходным называется процесс изменения токов и напряжений в цепи при ее переходе от одного установившегося режима к другому. Переходные процессы возникают в цепи при её коммутации (подключении цепи к источнику питания или отключении от него), при скачкообразном изменении напряжения (тока) источника или параметров элементов цепи. Характер переходного процесса зависит от типа цепи, начальных условий и от анализируемой величины (ток или напряжение). Под начальными условиями понимают значения тока и напряжения на элементах схемы в момент времени непосредственно перед коммутацией.

В данной работе исследуется переходной процесс в линейной цепи второго порядка под действием скачка источника напряжения e(t) или источника тока i(t) от одной заданной величины до другой заданной величины, например:

Переходной процесс представляет собой сумму собственной (свобод­ной) и вынужденной (установившейся) реакций:

где s(t) - ток или напряжение между заданными узлами цепи.

Собственная реакция высокодобротной резонансной цепи определяется выражением:

где |S| и arg S представляют собой амплитуду и начальную фазу собственной реакции цепи, а параметры α и f₀ называются показателем (декрементом) за­тухания и резонансной частотой контура соответственно.

Высокодобротным считается контур, у которого выполняется условие (обычно более чем в 5…10 раз). Резонансную частоту контура можно оценить по формуле:

Показатель затухания для последовательного и параллельного колебательных контуров определяются следующим образом:

Для высокодобротного контура общего вида можно приближённо считать

Для оценки независимых начальных условий (напряжения на ёмкости и тока через индуктивность) и вынужденной реакции цепи на заданное воздей­ствие необходимо ёмкость заменить на холостой ход (ХХ), а индуктивность - на короткое замыкание (КЗ). Далее можно найти искомые ве­личины по эквивалентной схеме для значения тока или напряжения источни­ка до скачка или при .

Для оценки зависимых начальных условий необходимо индуктивность и ёмкость заменить эквивалентными источниками тока или напряжения со­ответственно, а величину внешнего источника принять рав­ной заданному значению тока или напряжения источника после скачка.

После замены реактивных элементов искомые начальные условия и ус­тановившееся значение в колебательном контуре находятся путём расчёта цепи по постоянному току.

При анализе переходных процессов в линейных цепях необходимо помнить, что ток через индуктивность и напряжение на ёмкости являются переменными состояния цепи и не могут измениться скачком:

Пример графика переходного процесса в колебательном контуре для величины, не являющейся переменной состояния контура показан на рисунке.

По графику переходного процесса можно определить следующие па­раметры колебательного контура:

Период собственных колебаний контура:

длительность переходного процесса:

добротность колебательно контура:

2. Порядок выполнения работы

1. Для схемы и параметров элементов колебательного контура, проанализированной в лабораторной работе «Исследование частотных характеристик колебательного контура», рассчитайте резонансную частоту и показатель затухания.

Вариант №19

Д ано:

Параметры контура:

( )

Найти:

2. Нарисуйте эквивалентные схемы заданной цепи, и определить искомую реакцию для трёх моментов времени:

а) t = 0_– ;

Заменим индуктивность проводом, а емкость разрывом

, тогда , ,

б) t = 0₊ ;

Заменим реактивные элементы на источники.

Получим

Так как и ,

в) t = ∞.

Заменим индуктивность проводом, а емкость разрывом

, тогда

3. Оцените амплитуду собственной реакции колебательного контура, время переходного процесса и нарисуйте реакцию на заданном элементе колебательного контура при скачкообразном изменении тока (напряжения) источника. Согласуйте полученный график с преподавателем.

4. Запустите лабораторную работу, набрав в командном окне программы Matlab

>> lab03

Выберете тип анализируемой цепи, искомую реакцию и задайте численные значения элементов колебательного контура согласно своему варианту.

Для получения переходного процесса нажмите кнопку «График переходного процесса». Зарисуйте полученный график переходного процесса и сравните его с графиком, нарисованным в п. 3.

По графику переходного процесса в колебательном контуре определите резонансную частоту, добротность контура.

5. Измените параметры колебательного контура: ёмкость (нечётный номер варианта) или индуктивность (чётный номер варианта), зарисуйте графики переходных процессов колебательного контура и по полученным графикам рассчитайте значения резонансной частоты и добротности контура. Результаты занесите в таблицу:

6. Путём изменения параметров элементов колебательного контура до­бейтесь следующих характеристик цепи:

а) , , ;

б) , , ;

в) , , ;

Занесите в отчет промежуточные результаты подбора элементов на ка­ждом шаге поиска. Запишите полученные значения параметров элементов колебательного контура, зарисуйте полученные графики переходных процес­сов.

7. Напишите комментарии и выводы по работе:

В выводах необходимо отразить следующее:

- сравнить значения резонансной частоты и добротности колебательного контура, определённых по АЧХ и ФЧХ цепи и по графику переходного про­цесса;

- сравнить теоретический и экспериментальный графики переходного процесса в колебательном контуре;

- дать физическое объяснение (по схеме) поведения переходного процес­са в моменты времени t = 0– , t = 0+ и t = ∞;

- проанализировать зависимости резонансной частоты и добротности от величины параметра колебательно контура и физически объяснить поведение этих графиков;

- указать, за счёт каких элементов колебательного контура было получе­но необходимое изменение его характеристик и объяснить физически, поче­му именно эти элементы позволили получить желаемые результаты.

5

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лабораторной работы