POLITECHNIKA WROCŁAWSKA

Zakład Elektrotechniki Teoretycznej

Wydział: Elektryczny Rok IIISemestr VRok akademicki:2012/13

LABORATORIUM TEORII OBWODÓW 2

Data ćwiczenia:8.XII.2012

Temat:

Badanie stanu przejściowego w obwodzie RLC.

Ocena:

Nr ćwiczenia:4

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest eksperymentalne badanie stanu przejściowego w prostych obwodach RLC analizując przebiegi czasowe prądów i napięć.

2. Spis przyrządów.

Przekaźnik spolaryzowany I-7/IVa-2276 Zasilacz Unitra ZT-980-3 I-7/IVa-1845 Opornik dekadowy DC typ.OD-2-D5b I-7/IVa-2851 Opornik dekadowy DC typ.OD-1-M6b I-7/IVa-2840 Kondensator dekadowy typ.CD-1 I-7/IVa-2854 Cewka L=0,5[H], Imax=0,5[A] I-7/IVa-2151 Oscyloskop HAMEG HM205-3 019/I-7/664-1/T/1065 Opornik dekadowy I-7/WA-78

3. Przeprowadzone badania.

Na zajęciach przeprowadziliśmy tylko badanie stanów przejściowych dla obwodów elektrycznych II-go rzędu złożonych z gałęzi RLC. Za pomocą oscyloskopu szukaliśmy przebiegów aperiodycznych, aperiodyczno-graniczny i oscylacyjny.

4. Schemat układu pomiarowego.

Rys nr.1 Schemat układu do badania stanu przejściowego w gałęzi RLC.

Piotr HnidaStefan KosylKamil Rosiński Krzysztof HenzDaniel Meres

5. Obliczenia i uzyskane wyniki.

a) Przebiegi o charakterze aperiodycznym:

Parametry układu pomiarowego:

E=5[V]I=0,4[A]R2=10[kΩ]R1=200[Ω]C=100[nF]L=0,5[H]R0=100[Ω]

Przebieg na oscyloskopie:

Zdjęcie nr.1 Przebieg aperiodyczny.

Obliczenia:

-Warunek na przebieg aperiodyczny.

R>2√ LC-Sprawdzenie warunku na przebieg aperiodyczny przy otwartych stykach przekaźnika.

R>2√ LCR0+R1+R2>2√ LC100[Ω]+200 [Ω ]+10[kΩ ]>2√ 0,5 [H ]

100[nF ]

10,3[kΩ ]>2√ 0,5[H ]0,0000001[F]

10,3 [kΩ ]>4,5 [kΩ]

Warunek spełniony.

Współczynnik tłumienia:

α=−R2L

α=−100 [Ω ]+200 [Ω ]+10 [kΩ ]

2×0,5 [H ]=−10300 [s−1]

-Sprawdzenie warunku na przebieg aperiodyczny przy zwartych stykach przekaźnika.

R>2√ LCR0+R2>2√ LC100[Ω]+10 [kΩ]>2√ 0,5[H ]

100 [nF]

10,1[kΩ ]>2√ 0,5[H ]0,0000001[F]

10,1 [kΩ]>4,5 [kΩ ]

Warunek spełniony.

Współczynnik tłumienia:

α=−R2L

α=−100 [Ω ]+10 [kΩ ]

2×0,5 [H ]=−10100[s−1]

b) Przebiegi o charakterze aperiodyczno-granicznym: Parametry układu pomiarowego:

E=5[V]I=0,4[A]R2=40[kΩ]R1=200[Ω]C=100[nF]L=0,5[H]R0=100[Ω]

Przebieg na oscyloskopie:

Zdjęcie nr.2 Przebieg aperiodyczno-graniczny.

Obliczenia:-Warunek na przebieg aperiodyczny.

R=2√ LC-Sprawdzenie warunku na przebieg aperiodyczno-granicznym przy otwartych stykach

przekaźnika.

R=2√ LCR0+R1+R2=2√ LC100 [Ω ]+200 [Ω ]+40 [kΩ ]=2√ 0,5[H ]

100 [nF]

40,3 [kΩ ]=2√ 0,5[H ]0,0000001[F ]

40,3 [kΩ ]=4,5 [kΩ ]

Warunek nie spełniony.

Współczynnik tłumienia:

α=−R2L

α=−100 [Ω ]+200 [Ω ]+40 [kΩ]

2×0,5 [H ]=−40300 [s−1]

-Sprawdzenie warunku na przebieg aperiodyczno-granicznym przy zwartych stykach

przekaźnika.

R=2√ LCR0+R2=2√ LC100 [Ω ]+40 [kΩ ]=2√ 0,5 [H ]

100[nF ]

40,1 [kΩ ]=2√ 0,5[H ]0,0000001[F]

10,1 [kΩ]=4,5 [kΩ ]

Warunek nie spełniony.

Współczynnik tłumienia:

α=−R2L

α=−100 [Ω ]+40 [kΩ ]

2×0,5 [H ]=−40100[s−1]

c) Przebiegi o charakterze oscylacyjnym: Parametry układu pomiarowego:

E=5[V]I=0,4[A]R2=400[Ω]R1=200[Ω]C=100[nF]L=0,5[H]R0=100[Ω]

Przebieg na oscyloskopie:

Zdjęcie nr.3 Przebieg oscylacyjny.

Obliczenia:-Warunek na przebieg aperiodyczny.

R<2√ LC-Sprawdzenie warunku na przebieg oscylacyjny przy otwartych stykach przekaźnika.

R<2√ LCR0+R1+R2<2√ LC100[Ω]+200 [Ω ]+400 [Ω ]<2√ 0,5 [H ]

100[nF ]

700[Ω]<2√ 0,5 [H ]0,0000001[F ]

700 [Ω ]<4,5 [kΩ ]

Warunek spełniony.

Współczynnik tłumienia:

α=−R2L

α=−100 [Ω ]+200 [Ω ]+400 [Ω ]

2×0,5 [H ]=−700 [s−1]

-Sprawdzenie warunku na przebieg oscylacyjny przy zwartych stykach przekaźnika.

R<2√ LC

R0+R2<2√ LC100[Ω]+400[Ω]<2√ 0,5[H ]

100 [nF]

500[Ω]<2√ 0,5 [H ]0,0000001[F ]

500 [Ω ]<4,5 [kΩ ]

Warunek spełniony.

Współczynnik tłumienia:

α=−R2L

α=−100 [Ω ]+400 [Ω ]

2×0,5 [H ]=−500[s−1]

6. Wnioski.

W badaniu przeprowadzonym przez nas szukaliśmy stanów przejściowych dla obwodów elektrycznych II-go rzędu złożonych z gałęzi RLC. Naszym głównym przyrządem pomiarowym był oscyloskop dzięki któremu widzieliśmy na bieżąco przebiegi które regulowaliśmy za pomocą rezystora dekadowego R2. Każdy stan przejściowy jest udokumentowany za pomocą zdjęć. W przypadku przebiegu

aperiodycznego warunek R>2√ LC został spełniony dla styków zwartych jak i

rozwartych przekaźnika. W przypadku przebiegu aperiodyczno-granicznym warunek

R=2√ LC nie został spełniony. Dla przebiegu oscylacyjnego warunek R<2√ LC również

został spełniony w przypadku styku otwartego i zamkniętego. Nie spełnienie warunku w przypadku aperiodyczno-granicznym jest spowodowane prawdopodobnie błędnie zinterpretowanym na zajęciach przebiegiem.