PEE Lab 2

Z Studia Informatyczne
Wersja z dnia 09:43, 26 paź 2006 autorstwa Ksiwek (dyskusja | edycje)
(różn.) ← poprzednia wersja | przejdź do aktualnej wersji (różn.) | następna wersja → (różn.)
Przejdź do nawigacjiPrzejdź do wyszukiwania

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 programu do badania stanów nieustalonych w obwodzie RL


Program badań

1. Zbadać przebiegi czasowe prądu oraz napięcia w obwodzie szeregowym RL w stanie nieustalonym przy załączeniu napięcia stałego.

2. Przyjąć w badaniach trzy różne wartości stałej czasowej .

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




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 programu do badania stanów nieustalonych w obwodzie RL


Program badań

1. Zbadać przebiegi czasowe napięcia oraz prądu w obwodzie szeregowym RC w stanie nieustalonym przy załączeniu napięcia stałego.

2. Przyjąć w badaniach trzy różne wartości stałej czasowej .

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




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 programu do badania stanów nieustalonych w obwodzie RLC


Program badań

1. Zbadać przebiegi czasowe prądu , napięcia oraz w obwodzie szeregowym RLC w stanie nieustalonym przy załączeniu napięcia stałego.

2. Rozpatrzyć cztery przypadki

  • aperiodyczny ()
  • aperiodyczny krytyczny ()
  • oscylacyjny ()
  • stan bezrezystancyjny ()

gdzie rezystancja krytyczna określona jest zależnością 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:

  • przypadek aperiodyczny: , ,
  • przypadek oscylacyjny: , ,

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

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

  • przypadek aperiodyczny
  • przypadek aperiodyczny krytyczny
  • przypadek oscylacyjny

Porównać otrzymane wartości z ich wartościami określonymi analitycznie.




Problemy do dyskusji

  1. Zbadać wpływ wartości początkowej prądu cewki na przebiegi czasowe prądu oraz napięcia .
  2. Zbadać wpływ wartości początkowej napięcia kondensatora na przebiegi czasowe napięcia oraz prądu .
  3. Zbadać wpływ wartości rezystancji na przebiegi napięcia w obwodzie RLC dla wartości zmieniającej się od do . Przedyskutować ciągłość zmian charakteru przebiegu przy zmieniającej się rezystancji.
  4. Porównać przebieg prądu kondensatora w stanie nieustalonym w obwodzie RC i RLC. Wyjaśnić zmianę charakteru przebiegu prądu w części początkowej przy włączeniu do obwodu indukcyjności w stosunku do obwodu RC.
  5. Przedyskutować wpływ wartości rezystancji R na częstotliwość drgań w obwodzie RLC w przypadku oscylacyjnym.
  6. Zbadać wpływ wartości R i C na częstotliwość drgań w obwodzie bezstratnym LC.




Literatura dodatkowa

  • S. Osowski, K.Siwek, M. Śmiałek, Teoria obwodów, Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa 2006.
  • S. Bolkowski, Teoria obwodów elektrycznych, Wydawnictwa Naukowo Techniczne, Warszawa 1995.
  • K. Mikołajuk, Podstawy analizy obwodów energoelektronicznych, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1998.