Лабораторная работа № 3. Переходные процессы в RLC- цепи

Цель работы: получение навыков экспериментального исследования апериодического и колебательного разрядов конденсатора.

Подготовка к работе

Повторить раздел «Переходные процессы в цепи R-L-C» [Л.О.1 с.157-161,167-172; Л.Д.1 с. 344-352].

Ответить на вопросы и выполнить следующее:

1) Определить независимые начальные условия в режиме короткого замыкания RLC-цепи при замыкании ЭК (рисунок 3.1).

2) Записать дифференциальное уравнение по второму закону Кирхгофа для свободных составляющих напряжений RLC-цепи и соответствующее ему характеристическое уравнение.

3) При каких корнях характеристического уравнения в RLC-цепи возникает апериодический разряд конденсатора? Написать уравнения для u_C(t), i(t), u_L(t) при апериодическом разряде конденсатора (ЭК замыкается, рисунок 3.1). Привести графики этих величин.

4) При каких корнях характеристического уравнения в RLC-цепи возникает колебательный разряд конденсатора? Написать уравнения для u_C(t), i(t), u_L(t) при колебательном разряде конденсатора (ЭК замыкается, рисунок 3.1). Привести графики этих величин.

5) Записать логарифмический декремент колебания.

6) Как определить коэффициент затухания a и частоту собственных (свободных) колебаний w_св расчётным и опытным путём (по графику)? Как эти величины зависят от R, L и C?

7) Критическое сопротивление RLC-цепи. Какой режим RLC-цепи называется критическим? При каких корнях характеристического уравнения в RLC-цепи возникает критический разряд конденсатора? Написать уравнения для u_C(t), i(t), u_L(t) при критическом разряде конденсатора (ЭК замыкается, рисунок 3.1). Привести графики этих величин.