Теорія електричних і електронних кіл (стр. 4 из 10)
б) , R = 2, Q = 0.5 (критичний режим),Р1,2 =-, i(t)=
.Форма кривих залежностей струму і напруги на R, L, C від часу аналогічна аперіодичному режиму, умова Q=0.5 є граничною умовою існування в ланцюзі аперіодичних процесів;в) 
(коливальний процес). Коріння характеристичного рівняння комплексно-зв'язане (рис.2.4).
Струм в ланцюзі є затухаючим гармонійним коливанням, амплітуда якого зменшується в часі по експоненціальному закону (рис.2.5).
Напруга на елементах ланцюга 
Швидкість зменшення амплітуди коливань оцінюють величиною декременту загасання Δ = eδTсвде Тсв - період вільних коливань,і логарифмічним декрементом загасанняθ = ln Δ = δ Tсв = Tсв / τсв .при визначенні декремента загасання по експериментально одержаній осцилограмі струму його зручно знаходити як відношення амплітуд першого і другого періодів затухаючих коливаньΔ = Im1 / Im2,як показано на рис 2.7, 1.4 Порядок виконання роботи:
1. Зібрати (на екрані монітору ПК) у програмі Electronics Workbench за допомогою стандартизованих елементів (табл. 2.1), схему заданого електричного кола (рис 2.8).
2. Включити зібрану схему за допомогою перемикача, або натиснувши на клавіатурі ПК кнопки Ctrl+G.
3. Натиснути клавішу «Пробел». на екрані віртуального осцилографа повинні з'явитися імпульс вхідної дії і сигнал реакції схеми на цю дію.
4. Вимкнути схему за допомогою того ж перемикача, або натиснувши на клавіатурі ПК Ctrl+Т.
5. за допомогою шкал віртуального осцилографа визначити амплітудні і часові характеристики перехідного процесу того, що протікає в схемі. Зарисувати одержані епюри напружень. Одержані дані занести в таблицю 1.2
Таблиця 2.1 – Початкові значення за варіантами
| №. варіанта | L, мГ | С, мкФ | R, Ом |
| 1 | 10 | 0,47 | 22 |
| 2 | 10 | 1 | 22 |
| 3 | 40 | 0,1 | 100 |
| 4 | 40 | 0,22 | 100 |
| 5 | 40 | 0,47 | 100 |
| 6 | 40 | 1 | 100 |
| 7 | 100 | 0,1 | 220 |
| 8 | 100 | 0,22 | 220 |
| 9 | 140 | 0,1 | 150 |
| 10 | 200 | 0,1 | 220 |
Таблиця 2.2 – Числові дані характеристик електричного кола
| Розрахункові дані | Експериментальні дані | ||||||||||
| Величина | Р1 | Р2 | f0 | δ | Tсв | Q | Im1 | Im2 | Tсв | δ | Q |
| Дані замірів: | |||||||||||
6. Показати на комплексній площині розташування коріння характеристичного рівняння. Зробити висновок про характер перехідного процесу.
7. розрахувати коефіцієнт загасання δ, частоту вільних коливань, а також постійну інтегрування А = Е / (ωСВL)
1.5 Зміст звіту
До звіту заносять:
- тему і мету роботи;
- принципову схему електричного кола, яке аналізується;
- теоретичний розрахунок параметрів електричного кола, яке аналізується
- результати вимірювання струмів та напруг на окремих ділянках досліджуваного кола;
- результати розрахунку параметрів перехідного процесу;
- епюри вхідної дії і перехідного процесу;
- висновки по роботі.
1.6 Контрольні питання
1. як складається характеристичне рівняння?
2. які види перехідних процесів можливі в RLC - ланцюгах залежно від виду коріння характеристичного рівняння.
3. як визначаються начальне умови для досліджуваної схемі?
4. Що характеризує декремент затухання і як він визначається?
5. як по значенню комплексного кореня визначити постійну часу обгинання?
6. як по значенню комплексного кореня визначити період вільних коливань?
ДОСЛІДЖЕННЯ нелінійних ланцюгів ПОСТІЙНОГО СТРУМУ
2.1 Мета роботи: Експериментальне дослідження розподілу струмів і напружень в нелінійному електричному ланцюзі (ЕЛ) постійного струму. Визначення струмів і напружень в нелінійному ЕЛ графоаналітичними методами.
2.2 Зміст роботи:
Для заданого електричного кола (рис.3.1):
- встановити задані параметри джерела живлення електричного кола;
- провести необхідні вимірювання величин струмів та напруги;
- розрахувати параметри кола постійного струму з нелінійними елементами;
- оцінити похибки вимірювань та зробити висновки щодо режимів роботи лінії. При оцінці похибок вимірювань вважати межею вимірювань Iмах = 1А (для амперметрів), Vмах = 10 В (для вольтметрів), а за клас точності прийняти для всіх приладів δ = 0,1.
2.3 Теоретичні відомості:
ЕЛ звуться нелінійними, якщо в ланцюзі є хоч би один нелінійний елемент (НЕ). У таких елементів вольт-амперна характеристика (ВАХ) (I = f (U)) є нелінійною функцією, оскільки опір цього елементу залежить від величини і напряму струму, що протікає через нього, або від величини і знаку напруги, прикладеної до нього. Нелінійні елементи описуються нелінійними характеристиками, які не мають строгого аналітичного виразу, визначаються експериментально і задаються табличний або графіками.
Нелінійні елементи можна розділити на двох - і багатополюсні. Останні містять три (різні напівпровідникові і електронні тріоди) і більш (магнітні підсилювачі, багатообмоточні трансформатори, тетроди, пентоди і ін.) полюсів, за допомогою яких вони під'єднуються до електричного ланцюга. Характерною особливістю багатополюсних елементів є те, що в загальному випадку їх властивості визначаються сімейством характеристик, що представляють залежності вихідних характеристик від вхідних змінних і навпаки: вхідні характеристики будують для ряду фіксованих значень одного з вихідних параметрів, вихідні - для ряду фіксованих значень одного з вхідних.
За іншою ознакою класифікації нелінійні елементи можна розділити на інерційні і неінерційні. Інерційними називаються елементи, характеристики яких залежать від швидкості зміни змінних. Для таких елементів статичні характеристики, що визначають залежність між діючими значеннями змінних, відрізняються від динамічних характеристик, що встановлюють взаємозв'язок між миттєвими значеннями змінних. Неінерційними називаються елементи, характеристики яких не залежать від швидкості зміни змінних. Для таких елементів статичні і динамічні характеристики співпадають.
Залежно від виду характеристик розрізняють нелінійні елементи з симетричними і несиметричними характеристиками. Симетричною називається характеристика, не залежна від напряму визначальних її величин, тобто що має симетрію відносно почала системи координат:
. Для несиметричної характеристики ця умова не виконується, тобто 
. Наявність у нелінійного елементу симетричної характеристики дозволяє у цілому ряді випадків спростити аналіз схеми, здійснюючи його в межах одного квадранта.У сучасних засобах автоматики, радіотехніки і обчислювальної техніки широке застосування знаходять НЕ (діоди, транзистори, тиристори і т.д.), які мають різні по формі ВАХ.
Параметри нелінійних елементів
Залежно від умов роботи нелінійного елемента і характеру завдання розрізняють статичний, диференціальний і динамічний опори.
Якщо нелінійний елемент є неінерційним, то він характеризується першими двома з перерахованих параметрів.
Статичний опір рівний відношенню напруги на резистивному елементі до струму який протікає через нього.
.Під диференціальним опором розуміється відношення нескінченно малого приросту напруги до відповідного приросту струму
.Слід зазначити, що у некерованого нелінійного елемента завжди
, а 
може приймати і негативні значення.У разі інерційного нелінійного резистора вводиться поняття динамічного опору
визначуваного по динамічній ВАХ. Залежно від швидкості зміни змінної, наприклад струму, може мінятися не тільки величина, але і знак
Методи розрахунку простих нелінійних ЕЛ
При розрахунку нелінійних ЕЛ застосовуються графоаналітичні методи, засновані на застосуванні законів Кірхгофа і використанні заданих ВАХ елементів які використовуються ланцюзі. Перш за все, розглянемо ЕЛ, що складається з двох послідовно сполучених нелінійних резисторів НС1 и НС2 (рис. 3.2). ВАХ резисторів 1 и 2 приведені на рис. 3.3.