Обработка результатов моделирования

Федеральное агентство по образованию РФ

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра

«Электротехника и транспортное электрооборудование»

Отчет

О выполнении лабораторной работы №1

«Исследование переходных процессов в линейных электрических цепях»

Группа: 09ПТ1

Выполнили: Боровков Д.М.

Принял: Регеда О.Н.

Пенза, 2011

Цель работы

Экспериментальное исследование напряжения и токов в разветвленных электрических цепях, работающих в переходных режимах, и проверка их соответствия теоретическим значениям.

Задание

Вариант №5 ;

Рисунок №5;

Исходное положение переключателя – 1;

Е=2 В, R=10 Ом, R=20 Ом, R=30 Ом, C=1 мкФ.

Выполнение работы

1. Предварительный расчет

1)

2)

+

3)

=30 мкс

= 0,03

4)

5) +

6)

График зависимости представлен в соответствии с рисунком 1.

Рисунок 1. График искомой зависимости.

2. Моделирование переходных процессов в среде Electronic Workbench.

Макет виртуальной рабочей схемы представлен в соответствии с рисунком 2.

Рисунок 2. Макет виртуальной схемы.

Частота функционального генератора, согласно требованиям методического указания, выбиралась как 33333 Гц.

Для экспериментального вычисления постоянной времени τ цепи питание функционального генератора было включено, и был произведен анализ показаний осциллографа. Показания представлены на рисунке 3.

Рисунок 3. Показания осциллографа .

Проведем измерения постоянной времени моделируемой цепи . В окне T2-T1 будет указано искомое время τ. Соответствующий данной ситуации график осциллографа представлен на рисунке 4.

Рисунок 4. Показания осциллографа .

Увеличим величину емкости конденсатора в 2 раза (C = 2 мкФ) и смоделируем переходный процесс в образовавшейся схеме. Показания осциллографа в данной ситуации представлены на рисунке 5:

Рисунок 5. Показания осциллографа .

Аналогично вычислим значение напряжения для времени t=τ, установим получившееся значение с помощью метки 2 в окно VA2 осциллографа, получив таким образом значение τ₂ в окне T2-T1 для удвоенной емкости. Показания осциллографа для данной ситуации представлены на рисунке 9:

Рисунок 6. Показания осциллографа .

Обработка результатов моделирования

1.1 Полученная экспериментально осциллограмма, отражающая зависимость и отображенная на рисунке 3, имеет схожую форму с графиком этой зависимости, полученным теоретически и отображенным на рисунке 1. Однако экспериментальный график не имеет идеальной кривизны в силу приближенности построения.

Полученное экспериментально значение постоянной времени цепи τ₁ = 30 мкс практически совпадает с полученным теоретически значением 30,1 мкс. Погрешность составляет приблизительно 1%.

1.2 Полученные осциллограммы для С = 1мкФ и С = 2мкФ имеют схожую форму (равномерно возрастают по экспоненциальному закону относительно одного фронта). Значение постоянной времени τ₂, полученное экспериментально и равное 61,7 мкс, примерно на 1% больше, чем ожидаемое удвоенное значение теоретической τ=30 мкс. Это говорит о высокой точности при получении постоянной времени цепи для переходного процесса в среде Electronic Workbench.