Методические указания. Напряжение uC(t) и ток i(t) после коммутации (ЭК замыкается) при коротком замыкании RC-цепи рассчитываются по формулам

Напряжение u_C(t) и ток i(t) после коммутации (ЭК замыкается) при коротком замыкании RC-цепи рассчитываются по формулам:

; ,

где − постоянная времени RC-цепи;

α − коэффициентом затухания,

.

Постоянная времени цепи τ увеличивается с увеличением величины резистивного сопротивления и емкости и, соответственно, уменьшается коэффициент затухания α. Отсюда следует, что чем больше сопротивление и емкость, тем медленнее происходит разряд конденсатора.

Для графического определения постоянной времени RC-цепи τ проводим касательную в любой точке к кривой напряжения u_C(t), полученной экспериментально с помощью осциллографа, и из точки С опускаем перпендикуляр на ось абсцисс (ось времени t). Постоянная времени τ определяется величиной подкасательной BD: , где m_t – масштаб по оси времени. Масштаб по оси времени можно определить из условия, что электронный ключ (ЭК) замыкается и размыкается с частотой f=50 Гц и с периодом , t₁ − время, в течение которого ЭК разомкнут, t₂

− время, в течение которого ЭК замкнут (рисунок 1.2).

Рисунок 1.2

Лабораторная работа №2. Короткое замыкание в RL-цепи

Цель работы: получение навыков экспериментального исследования переходных процессов в цепи с последовательным соединением резистивного и индуктивного элементов.

 

Подготовка к работе

Повторить разделы: «Возникновение переходных процессов и законы коммутации. Переходный, принуждённый и свободный режимы», «Переходные процессы в RL-цепи» [Л.О.1 с.157-164; Л.Д.1 с. 327-339].

 

Ответить на вопросы и выполнить следующее:

1) В каких цепях и при каких условиях возникают переходные процессы?

2) Записать законы коммутации и определить независимое начальное условие для RL-цепи после коммутации при замыкании электронного ключа (ЭК) (рисунок 2.1).

3) Какие режимы называются: переходным, принуждённым и свободным? Записать принужденный, свободный и переходный токи и принуждённое, свободное и переходное напряжения на индуктивности после коммутации (ЭК замыкается) при коротком замыкании в RL-цепи (рисунок 2.1).

4) Нарисовать графики i(t) и u_L(t).

5) Каков физический смысл постоянной времени цепи? Чему равна постоянная времени RL-цепи? Как экспериментально определить постоянную времени цепи?

6) Чему равен коэффициент затухания в RL-цепи?