Исследование переходных процессов в цепях с двумя накопителями энергии

Процессы, возникающие в цепях при переходе их от одного установившегося режима к другому, называют переходными процессами. Переходные процессы возникают в цепях при их включении и отключении, изменении параметров цепи.

Переходный процесс при разряде конденсатора с начальным напряжением на RL- цепь описывается уравнением

, (1)

где i –ток в RLC контуре.

Решение уравнения (1) при 2R< имеет вид

; (2)

,

где - период свободных колебаний; - добротность контура.

1.2. Исследование переходных процессов при разряде конденсатора с начальным напряжением на RL- цепь.

Задача исследования:

1. Получить осциллограммы переходных процессов при разряде конденсатора с начальным напряжением на RL- цепь.

2. По осциллограммам определить период свободных колебаний и добротность контура .

Схема исследования переходных процессов при разряде конденсатора с начальным напряжением на RL- цепь, представлена на рис. 1.

Рис. 1.

В схеме исследования цепи рис. 1 в качестве измерителя тока используется источник напряжения, управляемый током с пиктограммой вида

.

Величина источника напряжения, управляемого током, зависит от величины входного тока. Коэффициент передачи равен отношению выходного напряжения к входному току, он имеет размерность сопротивления. По умолчанию коэффициент передачи равен 1 Ом.

На вход осциллографа поданы напряжение с конденсатора и напряжение источника напряжения, управляемого током . Коммутация в цепи осуществляется с помощью переключателя, автоматически срабатывающего через заданное время. В результате в начальный момент ток в цепи равен нулю, а конденсатор имеет начальное напряжение равное напряжению источнику питания, через 0,1 сек происходит закорачивание цепи и конденсатор разряжается на RL- цепь. Параметры RL- цепи а, следовательно, и добротность контура варьируются с помощью переменного резистора.

Построение схемы рис. 1.

Запустите при помощи ярлыка на рабочем столе Windows программу Electronics Workbench.

1.Соберите схему рис. 1, задавая параметры источника питания, конденсатора, катушки индуктивности.

2.Установите курсор на переменном резисторе, на вкладке Value в поле Resistance установите значение сопротивления резистора R = 100 Ом.

3.Установите курсор на переключателе и двойным щелчком кнопки мыши откройте диалоговое окно для задания его параметров. На вкладке Value установите время включения равным 0,1 сек, а время выключения 0 сек.

4.Окрасьте соединительные провода: красным цветом проводник, идущий к каналу А осциллографа; синим - проводник, идущий к каналу В.

5.Дважды щелкните мышкой на значке осциллографа, а затем нажмите на кнопку EХPAND, чтобы увеличить масштаб изображения (если лицевая панель имеет уменьшенный размер). Щелкая по кнопкам счетчиков установки, установите значения параметров осциллографа согласно рис. 2.

Рис. 2.