Жұмыстың орындалу тәртібі. Тапсырма 1. Электр тізбегінің (R және L) резистор және индуктивті катушка элементтерінің жалғануында ток пен кернеудің

Тапсырма 1. Электр тізбегінің (R және L) резистор және индуктивті катушка элементтерінің жалғануында ток пен кернеудің өзгеруін зерттеу.

1. Берілген вариант тапсырмасына сәйкес (кесте-1) байланысты 3-ші суретте көрсетілген электрлік тізбекті жинаңыздар. Бірполярлы турабұрышты импульстарға реттелген арнайы формадағы кернеу көзіне қосыңыздар.

3-сурет

Табл.1

№ вариант номері f, кГц Um,В R,Ом L,мГн С,мкФ Есептеулер жүргізу
p τ  
0,5 0,22      
               
               
1,0      
               
               
0,8 0,47      
               
               
0,6      
               
               
1,0 0,47      
               
               

 

2. Элементтердегі uL(t), uR(t) кернеулерін және кіріс кернеуі u(t) мен ток i(t) өзгерулерін бақылау үшін виртуалды V1, A1, V0 және виртуалды осциллограф аспаптарын қосыңыздар. Ол үшін осциллограф кірістерін V1, A1, V0 аспаптарына қосыңыздар, ал қалғандарын ажыратыңыздар. Қорек көзінің параметрлерін: амплитуда және турабұрышты импульстар жиілігін 1-ші кесте бойынша қойыңыздар

3. Осциллограф экранында u(t), i(t), uL(t) өзгерулерін көресіздер. Осы өзгерулерді қағазға түсіріңіздер және масштабын анықтап, көрсетіңіздер.

4. Вольтметр V0 аспабын R кедергісіне қосыңыз. Осциллограф кірістерін V1, A1, V0 аспаптарына қосыңыздар, ал қалғандарын ажыратыңыздар. u(t), i(t), uR(t) өзгерулерін сызыңыздар және әр өзгерудің масштабын көрсетіңіздер.

5. Кедергі шамасын өзгерте (үш рет) отырып, осциллограммадан i(t), uL(t), uR(t) өзгерулерін сызыңыздар. Ток және кернеу өзгерулерінің масштабтарын көрсетіңіздер.

6. Өтпелі удерісінің ұзақтығын және τ уақыт тұрақтысын өлшеңіздер.

7. Апериодты үдерістің уақыт тұрақтысын τ осциллограммадан табуға болады, ол үшін бақылап отырған сигнал өзгеруінің кез-келген нүктесіне жанама сызық жүргіземіз. (сурет-4, а)

4-сурет

ВС кесіндісі уақыт масштабында τ болып табылады. Бір-біріне бір периодқа қалып отыратан

, еркін тербеліс периоды және өшу декрементінің екі шамасын осциллограммадан (сурет-4, б) табамыз.

 

8. Алынған осциллограммадан, тізбектегі резистор кедергісінің өзгеруі өтпелі үдерісінің ұзақтығына қалай әсер ететінін талдау. График бойынша түсіндіріңіз.

9. Эксперимент жасауды екіполярлы турабұрышты импульс кернеуімен қайта жасап көрсетіңіздер.

 

2. R,C тізбегін тұрақты кернеуге қосу.

Ұйығы (заряды) жоқ реал, яғни активті кедергісі және сыйымдылығы бар конденсатор тұрақты кернеу көзіне қосылған (5-сурет).

 

 

Кирхгофтың екінші заңы бойынша коммутациядан кейінгі теңдеу:

Бұл- біртекті емес бірінші ретті дифференциалдық теңдеу.

Конденсатордың өтпелі кернеуі жоғарыда айтылғандай екі кернеудің қосындысына тең: , мұндағы: - еркін кернеу, - еріксіз кернеу.

Еркін кернеуді табу үшін сыртқы (қорек көзінің) кернеуі нөлге тең деп алынады: . Теңдеудің жалпы шешімі: . Түбірді табу үшін деп қабылдап аламыз да, дифференциалдық теңдеуден алгебралық теңдеуге көшеміз . Сипаттамалық теңдеуден ( ) түбір табамыз: Мұндағы уақыт тұрақтысы деп аталады, өлшемдігі уақыт бірлігіне тең: .

Еріксіз кернеу қорек көзінің кернеуіне тең болады: Ендеше өтпелі кернеу: . Интегралдау тұрақтысы А коммутацияның екінші заңы бойынша анықталады. Коммутациядан кейінгі мезетте өтпелі кернеу нөлге тең.

Тұрақты шаманың мәнін теңдігіне қойса:

 

6-суретте i, uC, uCерк, uCез өзгерісінің қисықтары көрсетілген. Графиктерде ажыратқышты қосқан кезде конденсатордың кернеуінің 0-ге тең де, ал токтың ең үлкен мәнге ие болатындығы көрініп тұр. Кейін конденсатордың заряды көбейген сайын кернеуі арта түседі, ал тогы азайып, нөлге ұмтылады.