Колебательный разряд емкости С на цепь R-L

• Установить значение сопротивления R₁ = 10 Ом в блоке МОДУЛЬ РЕЗИСТОРОВ. Убедиться, что R₁ + R_к < R_кр.

• Подключить Вход 1 осциллографа к конденсатору С. Срисовать на кальку с экрана ОСЦИЛЛОГРАФА кривую зависимости . На рисунке написать масштабы , .

• Подключить Вход 1 осциллографа к резистору R₁. Срисовать на кальку с экрана ОСЦИЛЛОГРАФА кривую зависимости . На рисунке написать масштабы , .

• Выполнить указанные в протоколе измерений расчеты.

• Прикрепить осциллограммы сигналов к протоколу измерений.

• Пронаблюдать, как влияет активное сопротивление цепи (в диапазоне 10 - 220 Ом) на характер и длительность переходного процесса.

• Протокол измерений утвердить у преподавателя.

• Выключить автоматический выключатель QF блока МОДУЛЬ ПИТАНИЯ, тумблер Сеть модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР и ОСЦИЛЛОГРАФ.

• Разобрать цепь, прибрать рабочее место.

Протокол измерений к лабораторной работе № 12

«Разряд конденсатора С на цепь R–L»

Схема замещения исследуемой цепи представлена на рис. 1П.

Рис. 1П. Схема замещения исследуемой цепи.

Входное напряжение: U_m = В.

Параметры элементов: С = мкФ; L = мГн; R_к = Ом.

Критическое сопротивление R_кр = ______________ Ом.

Для процесса разряда конденсатора через катушку индуктивности получено:

Апериодический разряд   Сопротивления R1 = ____Ом,   R = R1 + Rк = ______Ом.   Расчет корней характеристического уравнения:   δ = ______________ c-1;   ω0 = ______________ c-1;   p1=________________________ c-1;   p2=________________________ c-1.

Колебательный разряд   Сопротивления R1 = ____Ом,   R = R1 + Rк = ______Ом.   Расчет корней характеристического уравнения:   δ = ______________ c-1;   ω0 = ______________ c-1;   ωС = ______________ c-1;   p1=________________________ c-1;   p2=________________________ c-1.

Работу выполнил: _______________________________

Работу проверил: ________________________________

Приложение к протоколу измерений лабораторной работы № 12

«Разряд конденсатора С на цепь R–L»

Временные диаграммы тока и напряжения при разряде конденсатора.

Апериодический режим Масштаб времени = Масштаб напряжения =   Рис. 2П. Напряжение на конденсаторе	Колебательный режим Масштаб времени = Масштаб напряжения =   Рис. 4П. Напряжение на конденсаторе
Масштаб времени = Масштаб напряжения = Масштаб тока = .   Рис. 3П. Ток через резистор	Масштаб времени = Масштаб напряжения = Масштаб тока =   Рис. 5П. Ток через резистор

Работу выполнил: _______________________________

Работу проверил: ________________________________

Содержание отчета

1. Нарисовать схему замещения исследуемой цепи.

2. Перенести данные из протокола.

3. Рассчитать переходный процесс при апериодическом разряде конденсатора классическим методом (формулы (6)-(14)).

4. Сравнить постоянную времени переходного процесса и максимальный ток при разряде конденсатора по результатам аналитического расчета и по экспериментальным данным.

5. Построить по результатам расчета графики напряжений на конденсаторе С и на шунте R на интервале от 0 до с шагом . Сравнить их с зависимостями, полученными экспериментально.

6. Рассчитать переходный процесс при колебательном разряде конденсатора классическим методом (формулы (17)-(20)). При вычислении тригонометрических функций использовать аргумент в радианах.

7. Сравнить период колебаний и декремент затухания колебаний при разряде конденсатора по результатам аналитического расчета и по экспериментальным данным.

8. Построить по результатам расчета графики напряжений на конденсаторе и на шунте на интервале от 0 до с шагом . Сравнить их с зависимостями, полученными экспериментально.

9. Сделать вывод о влиянии сопротивления цепи на характер и длительность переходного процесса.

Вопросы для самопроверки

1. Сформулировать и записать законы коммутации.

2. Чем отличается кривая напряжения на конденсаторе от кривой тока в цепи при колебательном разряде конденсатора на реальную катушку?

3. Что следует понимать под критическим сопротивлением контура ? Как выразить его через параметры цепи?

4. Что показывает декремент затухания? Как его определить экспериментально?

5. Как изменяется частота собственных колебаний и декремент затухания, если изменять сопротивление резистора?

6. Реальная катушка с параметрами и подключается к источнику постоянной ЭДС . Записать дифференциальное уравнение для расчета переходного тока в этой цепи.

7. Определить постоянную времени для цепи в предыдущем вопросе.

8. Записать выражение для вычисления принужденного значения тока в цепи (вопрос 6). Качественно построить временную диаграмму переходного тока в этой цепи.