Магазин сопротивлений RM переключать плавно, с остановками, т.к. при быстром переключении возможна поломка переключателя

Исследовать uR(t) и uL(t) при подсоединении такой схемы к источнику прямоугольных импульсов (переключатель ПФ установить в положение ² ¦-var²). Частоту прямоугольных импульсов принять равной 1 кГц.

Выходное напряжение генератора фиксируется первым каналом осциллографа автоматически, для получения изображения напряжений на участках электрической цепи используется второй канал ("ВХ2").

Сопротивление RM подбирается по осциллограмме визуально таким образом, чтобы на наблюдаемой осциллограмме в конце переходного процесса появился небольшой горизонтальный участок (т.е. переходный процесс «выходит» на постоянное значение и дальше не изменяется), при этом выполняется условие tИ ≈ (3÷4)τ. В таком случае время импульса (и паузы) приблизительно равно времени переходного процесса.

Выбрать частоту развертки таким образом, чтобы в пределах экрана помещался один период прямоугольных импульсов.

Зарисовать осциллограммы uR(t), uL(t). Осциллограмма uL(t) имеет вертикальные участки, на экране осциллографа эти скачки имеют пониженную яркость, но их необходимо четко прорисовывать на рисунках (рис. 4.2). Определить τэксп.: отложить по вертикали 0,37UL MAX. (см. рис. 4.2), провести отрезок параллельно оси абсцисс до пересечения с осциллограммой, длительность этого отрезка будет равна постоянной времени, касательную не проводить, т.к. по этому методу получается значительная погрешность.

Осциллограммы зарисовываются в учебных целях, при работе на профессиональных осциллографах все необходимые измерения (τ, ТСВ., Δ и др.) выполняют по осциллограммам на экране осциллографа.

При проведении экспериментов необходимо следить за тем, чтобы исследуемый элемент одним из своих зажимов был подсоединен к общему проводу стенда, т.е. необходимо менять местами провода на генераторе.

Изменяя RМ, проследить по осциллограммам, как при этом изменяется постоянная времени, и соответствуют ли эти изменения теоретической формуле для τ. Осциллограммы не зарисовывать.

 

3.2. Провести аналогичный эксперимент для цепи с последовательным соединением элементов RM и C, приняв C = CH, f = 1 кГц. Необходимо четко прорисовывать вертикальные скачки напряжения на рисунке осциллограммы uR(t).

 

3.3. Провести эксперимент для цепи с последовательным соединением элементов R, L, C (рис.4.3), приняв L = LB, C = СВ (переключить провода с емкости CH на СВ).

Зарисовать осциллограммы uR(t) для двух режимов: апериодического и колебательного.

Для импульса и паузы зарисовать по 2-2,5 периода свободных колебаний до полного затухания. На рисунках необходимо выдерживать постоянными период (и половину периода) свободных колебаний, а также декремент затухания.

Апериодический режим зарисовать для минимального значении RM при котором исчезают свободные колебания.

Переключая значения сопротивления RM, изучить изменения характера переходного процесса, осциллограммы не зарисовывать. Колебательный переходный процесс для каждого значения RM необходимо рассмотреть от момента коммутации до достижения им установившегося значения ( uR уст=0 ). Если это недостижимо при частоте генератора f = 1 кГц, следует уменьшить частоту (увеличить длительность прямоугольного входного импульса и длительность паузы).

Для колебательного режима число наблюдаемых волн свободных колебаний до полного затухания приблизительно равно добротности колебательного контура. При увеличении RM значения RM увеличиваются в два раза, число волн свободных колебаний уменьшается приблизительно в два раза. При некотором значении RM свободные колебания исчезают полностью, этот режим является апериодическим. Так как значения RM изменяются дискретно, точно установить значение критического сопротивления невозможно.

Более детально переход из колебательного режима в апериодический можно исследовать, если подключить последовательно с RM переменный резистор RК, сопротивление которого изменяется непрерывно от нуля до 5 кОм. Необходимо установить максимальное значение RM, при котором еще имеются свободные колебания, затем, увеличивая от нулевого значения RК, можно рассмотреть как исчезают последние волны свободных колебаний.

Значение RК можно установить с помощью делителя напряжения: переключить генератор на синусоидальное напряжение, подключить к генератору цепь, состоящую из RM и RК , измерить напряжение на одном сопротивлении (на втором оно будет равно разности напряжений генератора и измеренного), вычислить значение силы тока в цепи, затем по известному значению RM вычислить RК.

При увеличении значения RM в апериодическом режиме качественных изменений на осциллограмме не происходит.

 

3.4. Поменять местами провода на генераторе, переключить провод от осциллографа в точку А схемы. Зарисовать осциллограммы uC(t) для двух режимов при тех же значениях RM, для которых были зарисованы осциллограммы uR(t). Схему не разбирать.

 

НА ЭКРАНЕ ОСЦИЛЛОГРАФА НЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ ДЛИТЕЛЬНОЕ ВРЕМЯ СОХРАНЯТЬ ОДНО ИЗОБРАЖЕНИЕ, Т.К. ПРОИСХОДИТ НАГРЕВ И РАЗРУШЕНИЕ ЛЮМИНИСЦЕНТНОГО СЛОЯ НА ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ЭКРАНА, ПОЭТОМУ ОСЦИЛЛОГРАФ НЕОБХОДИМО ОТКЛЮЧИТЬ СРАЗУ ПОСЛЕ ЗАРИСОВКИ ПОСЛЕДНЕЙ ОСЦИЛЛОГРАММЫ.

 

3.5. Установить RМ=320 Ом, частоту f = 1 кГц.

Выключить «КОММУТАТОР ОСЦИЛЛОГРАФ», «ГЕНЕРАТОР», «СЕТЬ».