PEE Lab 2: Różnice pomiędzy wersjami

Z Studia Informatyczne
Przejdź do nawigacjiPrzejdź do wyszukiwania
← poprzednia edycjanastępna edycja →
WizualnieWikikod
Ksiwek (dyskusja | edycje)
456 edycji
Ksiwek (dyskusja | edycje)
456 edycji
Nie podano opisu zmian
Linia 24: Linia 24:


1. Zbadać przebiegi czasowe prądu <math>i_L(t)</math> oraz napięcia <math>u_L(t)</math> w obwodzie szeregowym RL w stanie nieustalonym przy załączeniu napięcia stałego.
1. Zbadać przebiegi czasowe prądu <math>i_L(t)</math> oraz napięcia <math>u_L(t)</math> w obwodzie szeregowym RL w stanie nieustalonym przy załączeniu napięcia stałego.


2. Przyjąć w badaniach trzy różne wartości stałej czasowej <math>\tau = \frac{R}{L}</math>.
2. Przyjąć w badaniach trzy różne wartości stałej czasowej <math>\tau = \frac{R}{L}</math>.


3. Dla zarejestrowanych przebiegów prądu wyznaczyć eksperymentalnie stałą czasową i porównać ją z wartością analityczną.
3. Dla zarejestrowanych przebiegów prądu wyznaczyć eksperymentalnie stałą czasową i porównać ją z wartością analityczną.


4. Zbadać wpływ wartości początkowej prądu cewki na przebiegi czasowe prądu <math>i_L(t)</math> oraz napięcia <math>u_L(t)</math>.
4. Zbadać wpływ wartości początkowej prądu cewki na przebiegi czasowe prądu <math>i_L(t)</math> oraz napięcia <math>u_L(t)</math>.
Linia 56: Linia 53:


1. Zbadać przebiegi czasowe napięcia <math>u_C(t)</math> oraz prądu <math>i_C(t)</math> w obwodzie szeregowym RC w stanie nieustalonym przy załączeniu napięcia stałego.
1. Zbadać przebiegi czasowe napięcia <math>u_C(t)</math> oraz prądu <math>i_C(t)</math> w obwodzie szeregowym RC w stanie nieustalonym przy załączeniu napięcia stałego.


2. Przyjąć w badaniach trzy różne wartości stałej czasowej <math>\tau=RC</math>.
2. Przyjąć w badaniach trzy różne wartości stałej czasowej <math>\tau=RC</math>.


3. Dla zarejestrowanych przebiegów napięcia wyznaczyć eksperymentalnie stałą czasową i porównać ją z wartością analityczną.
3. Dla zarejestrowanych przebiegów napięcia wyznaczyć eksperymentalnie stałą czasową i porównać ją z wartością analityczną.


4. Zbadać wpływ wartości początkowej napięcia kondensatora na przebiegi czasowe napięcia <math>u_C(t)</math> oraz prądu <math>i_C(t)</math>.
4. Zbadać wpływ wartości początkowej napięcia kondensatora na przebiegi czasowe napięcia <math>u_C(t)</math> oraz prądu <math>i_C(t)</math>.
Linia 86: Linia 80:


1. Zbadać przebiegi czasowe prądu <math>i_L(t)</math>, napięcia <math>u_C(t)</math> oraz <math>u_L(t)</math> w obwodzie szeregowym RLC w stanie nieustalonym przy załączeniu napięcia stałego.
1. Zbadać przebiegi czasowe prądu <math>i_L(t)</math>, napięcia <math>u_C(t)</math> oraz <math>u_L(t)</math> w obwodzie szeregowym RLC w stanie nieustalonym przy załączeniu napięcia stałego.


2. Rozpatrzyć cztery przypadki
2. Rozpatrzyć cztery przypadki
Linia 94: Linia 87:
* oscylacyjny (<math>R<R_{kr}</math>)
* oscylacyjny (<math>R<R_{kr}</math>)
* stan bezrezystancyjny (<math>R=0</math>)
* stan bezrezystancyjny (<math>R=0</math>)


gdzie rezystancja krytyczna określona jest zależnością [[Grafika:PEE_Lab_2_rez_kr.gif]].
gdzie rezystancja krytyczna określona jest zależnością [[Grafika:PEE_Lab_2_rez_kr.gif]].


3. Dla przypadku pierwszego i trzeciego założyć trzy różne wartości rezystancji i zbadać ich wpływ na obserwowane przebiegi. Zalecane wartości:
3. Dla przypadku pierwszego i trzeciego założyć trzy różne wartości rezystancji i zbadać ich wpływ na obserwowane przebiegi. Zalecane wartości:
Linia 103: Linia 94:
* przypadek aperiodyczny:  <math>R=1.5R_{kr}</math>, <math>R=3R_{kr}</math>, <math>R=10R_{kr}</math>
* przypadek aperiodyczny:  <math>R=1.5R_{kr}</math>, <math>R=3R_{kr}</math>, <math>R=10R_{kr}</math>
* przypadek oscylacyjny:  <math>R=0.1R_{kr}</math>, <math>R=0.5R_{kr}</math>, <math>R=0.9R_{kr}</math>
* przypadek oscylacyjny:  <math>R=0.1R_{kr}</math>, <math>R=0.5R_{kr}</math>, <math>R=0.9R_{kr}</math>


4. Określić związek między zmierzoną częstotliwością drgań własnych a wartościami parametrów obwodu szeregowego RLC dla przypadku oscylacyjnego i bezstratnego (<math>R=0</math>).
4. Określić związek między zmierzoną częstotliwością drgań własnych a wartościami parametrów obwodu szeregowego RLC dla przypadku oscylacyjnego i bezstratnego (<math>R=0</math>).


5. Aproksymować przebieg prądu <math>i(t)</math> za pomocą funkcji wykładniczych wykorzystując informacje o wartościach prądu w określonej liczbie punktów. Wykorzystać wzory aproksymacyjne:
5. Aproksymować przebieg prądu <math>i(t)</math> za pomocą funkcji wykładniczych wykorzystując informacje o wartościach prądu w określonej liczbie punktów. Wykorzystać wzory aproksymacyjne:
Linia 113: Linia 102:
* przypadek aperiodyczny krytyczny <math>i(t)=Ate^{t/\tau}</math>
* przypadek aperiodyczny krytyczny <math>i(t)=Ate^{t/\tau}</math>
* przypadek oscylacyjny <math>i(t)=Ae^{t/\tau}sin(\omega t + \psi)</math>
* przypadek oscylacyjny <math>i(t)=Ae^{t/\tau}sin(\omega t + \psi)</math>


Porównać otrzymane wartości z ich wartościami określonymi analitycznie.
Porównać otrzymane wartości z ich wartościami określonymi analitycznie.

Wersja z 06:36, 25 paź 2006

Ćwiczenie Nr 2: Badanie stanów nieustalonych w obwodach RLC

Ćwiczenie jest ćwiczeniem wirtualnym. Student wykonuje pełny program badań przez Internet, wykorzystując opracowane do tego celu programy interakcyjne umieszczone poniżej.


Badanie stanu nieustalonego w obwodzie RL

Strona czołowa programu do badania stanów nieustalonych w obwodzie RL przedstawiona jest na rys. 1.


<applet code="rl_demo.class" archive="/images/d/d9/PEE_M8_wykr.jar" width="500" height="375"> <param name="r" value="2"> <param name="l" value="1"> <param name="c" value="1"> <param name="e" value="1"> <param name="tkonc" value="4"></applet>


Rys. 1. Wygląd strony czołowej do badania stanów nieustalonych w obwodzie RL


Program badań

1. Zbadać przebiegi czasowe prądu iL(t) oraz napięcia uL(t) w obwodzie szeregowym RL w stanie nieustalonym przy załączeniu napięcia stałego.

2. Przyjąć w badaniach trzy różne wartości stałej czasowej τ=RL.

3. Dla zarejestrowanych przebiegów prądu wyznaczyć eksperymentalnie stałą czasową i porównać ją z wartością analityczną.

4. Zbadać wpływ wartości początkowej prądu cewki na przebiegi czasowe prądu iL(t) oraz napięcia uL(t).


Badanie stanu nieustalonego w obwodzie RC

Strona czołowa programu do badania stanów nieustalonych w obwodzie RC przedstawiona jest na rys. 2.


<applet code="rc_demo.class" archive="/images/d/d9/PEE_M8_wykr.jar" width="500" height="375"> <param name="r" value="2"> <param name="l" value="1"> <param name="c" value="1"> <param name="e" value="1"> <param name="tkonc" value="10"></applet>


Rys. 2. Wygląd strony czołowej do badania stanów nieustalonych w obwodzie RL


Program badań

1. Zbadać przebiegi czasowe napięcia uC(t) oraz prądu iC(t) w obwodzie szeregowym RC w stanie nieustalonym przy załączeniu napięcia stałego.

2. Przyjąć w badaniach trzy różne wartości stałej czasowej τ=RC.

3. Dla zarejestrowanych przebiegów napięcia wyznaczyć eksperymentalnie stałą czasową i porównać ją z wartością analityczną.

4. Zbadać wpływ wartości początkowej napięcia kondensatora na przebiegi czasowe napięcia uC(t) oraz prądu iC(t).


Badanie stanu nieustalonego w obwodzie RLC

Strona czołowa programu do badania stanów nieustalonych w obwodzie RLC przedstawiona jest na rys. 3.


<applet code="rlc_demo.class" archive="/images/d/d9/PEE_M8_wykr.jar" width="500" height="375"> <param name="r" value="0.4"> <param name="l" value="1"> <param name="c" value="2"> <param name="e" value="1"> <param name="tkonc" value="30"></applet>


Rys. 3. Wygląd strony czołowej do badania stanów nieustalonych w obwodzie RLC

Program badań

1. Zbadać przebiegi czasowe prądu iL(t), napięcia uC(t) oraz uL(t) w obwodzie szeregowym RLC w stanie nieustalonym przy załączeniu napięcia stałego.

2. Rozpatrzyć cztery przypadki

  • aperiodyczny (R>Rkr)
  • aperiodyczny krytyczny (R=Rkr)
  • oscylacyjny (R<Rkr)
  • stan bezrezystancyjny (R=0)

gdzie rezystancja krytyczna określona jest zależnością .

3. Dla przypadku pierwszego i trzeciego założyć trzy różne wartości rezystancji i zbadać ich wpływ na obserwowane przebiegi. Zalecane wartości:

  • przypadek aperiodyczny: R=1.5Rkr, R=3Rkr, R=10Rkr
  • przypadek oscylacyjny: R=0.1Rkr, R=0.5Rkr, R=0.9Rkr

4. Określić związek między zmierzoną częstotliwością drgań własnych a wartościami parametrów obwodu szeregowego RLC dla przypadku oscylacyjnego i bezstratnego (R=0).

5. Aproksymować przebieg prądu i(t) za pomocą funkcji wykładniczych wykorzystując informacje o wartościach prądu w określonej liczbie punktów. Wykorzystać wzory aproksymacyjne:

  • przypadek aperiodyczny i(t)=A1et/τ1+A2et/τ2
  • przypadek aperiodyczny krytyczny i(t)=Atet/τ
  • przypadek oscylacyjny i(t)=Aet/τsin(ωt+ψ)

Porównać otrzymane wartości z ich wartościami określonymi analitycznie.


Problemy do dyskusji

Literatura dodatkowa

Źródło: „https://wazniak.mimuw.edu.pl/index.php?title=PEE_Lab_2&oldid=64576”