Принципиальная схема эксперимента

 
  Принципиальная схема эксперимента - student2.ru

Принципиальная схема эксперимента приведена на рис. 4.7. В положении 1 ключа Принципиальная схема эксперимента - student2.ru конденсатор Принципиальная схема эксперимента - student2.ru заряжается отрицательным зарядом от источника Принципиальная схема эксперимента - student2.ru , а в положении 2 – разряжается через сопротивление Принципиальная схема эксперимента - student2.ru . Диаграммы напряжений на емкости и резисторе приведены на Принципиальная схема эксперимента - student2.ru рис. 4.8.

При переводе ключа Принципиальная схема эксперимента - student2.ru в положение 1 конденсатор начинает заряжаться, и на его верхней обкладке накапливаются отрицательные заряды; при этом через резистор Принципиальная схема эксперимента - student2.ru течет ток, который создает в нем отрицательное падение напряжения. При переключении Принципиальная схема эксперимента - student2.ru в положение 2 конденсатор начинает разряжаться через тот же резистор, но полярность напряжения на резисторе меняется на обратную.

Соответствующая временная зависимость напряжения на емкости приведена на нижней диаграмме рис. 4.8.

Принципиальная схема эксперимента - student2.ru Форма временных зависимостей напряжений определяется постоянной времени цепи Принципиальная схема эксперимента - student2.ru . На диаграммах рис. 4.8 сплошными линиями изображены эти зависимости при Принципиальная схема эксперимента - student2.ru << Принципиальная схема эксперимента - student2.ru ( Принципиальная схема эксперимента - student2.ru – время переключения), а пунктирными линиями изображены зависимости, соответствующие Принципиальная схема эксперимента - student2.ru >> Принципиальная схема эксперимента - student2.ru .

Указанные зависимости для Принципиальная схема эксперимента - student2.ru >> Принципиальная схема эксперимента - student2.ru и Принципиальная схема эксперимента - student2.ru << Принципиальная схема эксперимента - student2.ru можно объяснить так же из уравнения (4.11).

Рассмотрим случай Принципиальная схема эксперимента - student2.ru >> Принципиальная схема эксперимента - student2.ru . Поскольку в этом случае время заряда конденсатора значительно меньше времени переключения, то за время переключения напряжение на конденсаторе существенно не изменится и его можно приближенно считать равным нулю. В этом случае напряжение на сопротивлении примерно равняется e. Поэтому цепь, приведенная на рис. 4.9, называется переходной.

Принципиальная схема эксперимента - student2.ru При тех же условиях напряжение на емкости можно найти из выражения Принципиальная схема эксперимента - student2.ru . Так как в этом случае ток, заряжающий конденсатор, равен Принципиальная схема эксперимента - student2.ru , то заряд на конденсаторе равен:

Принципиальная схема эксперимента - student2.ru , (4.19)

а напряжение на конденсаторе:

Принципиальная схема эксперимента - student2.ru . (4.20)

Поэтому цепь, приведенная на рис. 4.10, в которой напряжение снимается с обкладок конденсатора, называется интегрирующей.

Принципиальная схема эксперимента - student2.ru

Для противоположного условия Принципиальная схема эксперимента - student2.ru << Принципиальная схема эксперимента - student2.ru напряжение на емкости в уравнении (4.11) можно приближенно считать равным Принципиальная схема эксперимента - student2.ru , поскольку при этом конденсатор успевает зарядиться.

Из условия Принципиальная схема эксперимента - student2.ru , имея в виду уравнение (4.13), получим:

Принципиальная схема эксперимента - student2.ru . (4.21)

Тогда напряжение на резисторе равно:

Принципиальная схема эксперимента - student2.ru . (4.22)

Поэтому цепь, изображенная на рис. 4.11, называется дифференцирующей.

 
  Принципиальная схема эксперимента - student2.ru

Принципиальная схема эксперимента - student2.ru

Описание сменной платы

Принципиальная схема сменной платы приведена на рис. 4.12.

В отличие от схемы, приведенной на рис. 4.7, в этой схеме в качестве ключей Принципиальная схема эксперимента - student2.ru и Принципиальная схема эксперимента - student2.ru используются быстродействующие магнитные реле – герконы (рис. 4.13). На обмотке реле через диоды Принципиальная схема эксперимента - student2.ru и Принципиальная схема эксперимента - student2.ru подается переменное напряжение частотой 50 Гц.

Принципиальная схема эксперимента - student2.ru Поскольку диоды Принципиальная схема эксперимента - student2.ru и Принципиальная схема эксперимента - student2.ru включены в противоположных направлениях, то токи через обмотки Принципиальная схема эксперимента - student2.ru и Принципиальная схема эксперимента - student2.ru протекают в разные полупериоды переменного напряжения. Поэтому в каждый момент времени может быть замкнут только один из двух ключей. При замыкании Принципиальная схема эксперимента - student2.ru конденсатор заряжается через резисторы Принципиальная схема эксперимента - student2.ru и Принципиальная схема эксперимента - student2.ru , а при замыкании Принципиальная схема эксперимента - student2.ru – разряжается через переменное сопротивление Принципиальная схема эксперимента - student2.ru . Тумблер Принципиальная схема эксперимента - student2.ru служит для подключения к общей шине или резистора, или конденсатора, что соответствует схеме, приведенной на рис. 4.11, или схеме, приведенной на рис. 4.10.

Выполнение измерений

В настоящей работе определяется постоянная времени Принципиальная схема эксперимента - student2.ru -цепи по зависимости напряжения на элементах от времени, которая определяется по осциллограмме разряда конденсатора. Т.к. при замыкании Принципиальная схема эксперимента - student2.ru разряд конденсатора идет через переменное сопротивление Принципиальная схема эксперимента - student2.ru , то постоянная времени определяется произведением величины переменного сопротивления Принципиальная схема эксперимента - student2.ru на емкость конденсатора Принципиальная схема эксперимента - student2.ru . Постоянная времени заряда отличается от постоянной времени разряда, т.к. зарядный ток протекает не только через резистор Принципиальная схема эксперимента - student2.ru , но и через резистор Принципиальная схема эксперимента - student2.ru .

Принципиальная схема эксперимента - student2.ru Как видно из рис. 4.8, разряд конденсатора соответствует положительным перепадам напряжений на резисторе и конденсаторе.

Определение постоянной времени удобно выполнять, снимая зависимость напряжения на резисторе от времени. Для этого, подключив тумблером Принципиальная схема эксперимента - student2.ru переменный резистор к общей шине, подать напряжение с него (точка «4») на вход « Принципиальная схема эксперимента - student2.ru » осциллографа и засинхронизировать осциллограф положительным перепадом напряжения. При этом на экране осциллографа должна наблюдаться осциллограмма, приведенная на рис. 4.14.

Для определения Принципиальная схема эксперимента - student2.ru воспользуемся формулой (4.9), из которой следует:

Принципиальная схема эксперимента - student2.ru Принципиальная схема эксперимента - student2.ru Принципиальная схема эксперимента - student2.ru , (4.26)

где Принципиальная схема эксперимента - student2.ru – значение напряжения в начальный момент времени, которое определяется при малых Принципиальная схема эксперимента - student2.ru , как показано на рис. 4.14. Определяя по осциллограмме Принципиальная схема эксперимента - student2.ru в разные моменты времени и построив график зависимости Принципиальная схема эксперимента - student2.ru , по тангенсу его наклона определяют значение постоянной времени:

Принципиальная схема эксперимента - student2.ru (4.27).

Для измерения сопротивления Принципиальная схема эксперимента - student2.ru сменную плату выдвигают из разъема стенда, при этом ключи Принципиальная схема эксперимента - student2.ru и Принципиальная схема эксперимента - student2.ru оказываются разомкнутыми. Величина переменного сопротивления Принципиальная схема эксперимента - student2.ru измеряется омметром, включенным между точками «4» и «3» сменной платы. Значение емкости Принципиальная схема эксперимента - student2.ru указано на сменной плате.

Наши рекомендации