AGH	Imię i nazwisko:		Rok szkolny 2011/2012	Wydział: EAIiE
Kierunek Elektrotechnika	Temat ćwiczenia: Stany nieustalone w obwodach elektrycznych		Rok II	Semestr III
Data wykonania ćwiczenia: 24.11.2011		Data zaliczenia sprawozdania:	Nr ćwiczenia: 1

1. Dwójnik RL

Schemat pomiarowy obwodu:

Parametry:

R=1225Ω

L=0,9941H

Um=0,9915V

Fala prostokątna

Z wykresu odczytujemy wartość U_r do obliczenia wartości prądu I_r z zależności I_r=U_r/R

Dla nas U_r=0,7193V to I_r= U_r /R=0,587 mA

Następnie obliczam stałą τ z zależności τ=L\R=0,81 ms

Aby wyznaczyć stałą czasowa z wykresu poprowadziłem prostą na poziomie tego ustalonego napięcia,a następnie poprowadziłem styczną do krzywej narostu. Punkt przecięcia określa wartość stałej czasowej na osi X. Stałą czasową odczytaną z wykresu oceniam na poziomie 0,79 ms czyli jest ona zbliżona do wartości teoretycznych.

2. Dwójnik RC

Schemat pomiarowy obwodu:

Parametry:

R=1225Ω

C=1,µF

Um=0,996,7V

Fala prostokątna

Z wykresu odczytujemy wartość U_r do obliczenia wartości prądu I_r z zależności I_r=U_r/R

Ponieważ U_r=1,65V to I_r=1,34mA

Następnie obliczamy stałą τ z zależności τ=R*C. Dla naszego obwodu τ=1,31ms

Na tej samej zasadzie co dla dwójnika RL odczytuje stałą czasową. Jest ona w granicy 1,25ms co jest zgodne z przewidywaniami teoretycznymi.

3. Dwójnik RLC

Schemat pomiarowy obwodu:

Dla tego obwodu możemy mieć trzy różne przypadki które opiszę poniżej. Schemat w każdym z przypadków jest dokładnie taki sam a różnica polega jedynie na innych wartościach elementów R,L,C i na ilości rozwiązań równania charakterystycznego

Parametry:

R=1225Ω

L=0,9941H

C=1,µF

Um=0,9134V

Δ=-561477,71

Ponieważ delta jest mniejsza od zera jest to przypadek oscylacyjny (periodyczny) występujący dla
(u nas 1225<1928)

Z tego otrzymuje, że α = R/(2L)=616 β= sqrt(Δ)/2=374j

Odczytuje z wykresu wartości dwóch pierwszych maksimów, a także wartość okresu T:

T=15ms

A₁=0,949V

A₂=-1,04V

Powyższe wyniki możemy sprawdzić z wartościami teoretycznymi obliczonymi z wzorów:

T=2Π/β=16,79 [ms]

4. Wnioski

W punkcie pierwszym podłączyliśmy napięcie zmienne o przebiegu prostokątnym do obwodu RL. Jak widać na wykresie 1 napięcie powoli ustala się na odbiorniku. Jest to związane z elementem indukcyjnym L, który gromadzi energię elektromagnetyczną. Dlatego obserwujemy powolny wzrost napięcia na elemencie R.

W punkcie drugim badaliśmy odbiornik typu RC. Element C również gromadzi energię elektromagnetyczną. Na wykresie nr 2 obserwujemy spadek napięcia na elemencie R (aż do 0), gdyż kondensator stopniowo ładuje się i w granicznym przypadku (t zmierza do nieskończoności) stanowi dla obwodu przerwę.

Dla obwodów RLC mamy połączenie obydwu odbiorników. Dla wykresu 3 początkowo napięcie na odbiorniku R rośnie. Związane jest to z obecnością elementu L w obwodzie. Ale po osiągnięciu maksimum wartość napięcia na elemencie R maleje do zera tak jak to było w obwodzie RC. Element C stanowi przerwę w obwodzie, a co za tym idzie nie płynie w obwodzie prąd, więc napięcie maleje do zera. Podobną sytuację możemy zauważyć na wykresie 4.

---