Исследование переходных процессов
В НЕРАЗВЕТВЛЕННЫХ ЛИНЕЙНЫХ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ
Цель работы
Экспериментально исследовать переходные процессы в линейных электрических цепях с одним и двумя реактивными элементами.
Объект и средства измерения
Исследуемые электрические цепи включают в себя: магазин сопротивлений, магазин емкостей и катушку индуктивности Rк1, Lк1.
Питание исследуемых цепей осуществляется от генератора прямоугольных импульсов (ГПИ). Измерение параметров переходных процессов и их визуальное наблюдение производится с помощью электронного осциллографа С 1–67.
Рабочее задание
1. Собрать электрическую цепь, содержащую последовательно соединенные магазины сопротивлений и емкостей (рис. 7.1) Установить на магазине емкостей С – 0,25 мкф. Подключить разъем осциллографа к зажимам батареи емкостей. Подобрать такую величину сопротивления R (магазина сопротивлений), чтобы переходный процесс заканчивался за время 
где Тим – период прямоугольного импульса источника питания. Зарисовать с осциллографа (друг под другом) кривые входного импульса и переходных напряжений на конденсаторе и резисторе.
2. Измерить начальные (при t = 0) и установившиеся значения снятых напряжений и занести данные опыта в табл. 7.1. Обратить внимание на выполнение законов Кирхгофа в момент коммутации и в установившемся режиме, а также законов коммутации.
Таблица 7.1
Исследование цепи
| Umax | UR(0) | URпр | Uc(0) | Ucпр | Rн | |||||
| мм | В | мм | В | мм | В | мм | В | мм | В | Ом |
| ∞ | ||||||||||
| Rн = 2R |
3. Увеличить сопротивление магазина сопротивлений в два раза. Зарисовать осциллограммы изменения напряжения на емкости и сопротивлении.
4. Уменьшить (по сравнению с п. 1) сопротивление магазина сопротивлений вдвое, зарисовать осциллограммы напряжений на емкости и сопротивлении.
5. Определить постоянную времени переходного процесса в электрической цепи по результатам эксперимента пп. 1, 2 и 3.
6. Собрать электрическую цепь по схеме рис. 7.2, используя при этом, магазин сопротивлений R и катушку индуктивности Rк1, Lк1.
Подключив осциллограф к зажимам магазина сопротивлений, подобрать такую величину сопротивления, чтобы переходный процесс заканчивался за время 
. Зарисовать осциллограммы на сопротивлении и катушке индуктивности. Определить постоянную времени переходного процесса.
7. Собрать электрическую цепь по схеме рис. 7.3. Установить на магазине емкостей величину, равную 0, 25 мкф. Подключить осциллограф к магазину емкостей. Подобрать на магазине сопротивлений такую величину, чтобы переходный процесс в электрической цепи имел колебательный характер. Зарисовать осциллограммы напряжений на емкостях, сопротивлении и катушке индуктивности. Определить угловую частоту собственных затухающих колебаний и коэффициент затухания.
8. Установить на магазине сопротивлений величину сопротивления, при котором переходный процесс в электрической цепи будет иметь апериодический характер. Зарисовать осциллограммы напряжений на емкости, сопротивлении и катушке индуктивности.
9. Прокомментировать результаты эксперимента.
Методические указания
1. Постоянная времени переходного процесса экспериментально может быть определена следующим образом (рис. 7.4):
(рис. 7.4, а) или как подкасательная в любой точке графика переходного процесса (рис. 7.4, б).
а б
Рис. 7.4
2. Колебательный переходный процесс характеризуется коэффициентом затухания d и угловой частотой собственных затухающих колебаний контура wсв. Эти параметры экспериментально определяются следующим образом (рис. 7.5):
.
Рис. 7.5