Wnioski

W ćwiczeniu badaliśmy zjawiska komutacji w obwodach RC oraz RLC. Dla obwodu RC przyjęliśmy następujące przypadki R₁C₁,R₁C₂ - stała rezystancja, zmienna pojemność oraz R₁C₂, R₂C₂ - stała pojemność , zmienna rezystancja. We wszystkich trzech konfiguracjach wartość okresu przebiegu dla obliczeń i pomiarów (T_pom T_obl) nieznacznie od siebie różniła się co możemy tłumaczyć zarówno niedokładnością wykonania dekad pojemności i rezystancji jak i zjawiskami pasożytniczymi na tych elementach związanymi z pracą w układzie przemiennego napięcia. Przy R=const i zmianie pojemności inną wartość osiągały nie tylko okresy przebiegu napięcia ale również kształt z przypominającego prostokąt dla C=0,06mF na przebieg o kształcie zbliżonym do piły dla C=0,39mF. Podobnie zachowywały się przebiegi napięcia dla C=const i zmianach rezystancji z 15kW na 3,5kW. Zmniejszał się okres drgań z 5,85ms na 1,36ms a kształt przebiegu napięcia zmieniał się z piłokształtnego na przebieg zbliżony do prostokąta. Dla obwodu RC zajęliśmy się przypadkiem gdy L,C=const i zmieniała się rezystancja w granicach 0-6kW oraz sytuacja gdy R,L=const a pojemność zmieniała się od 0,01mF do 0,06mF. Dla wszystkich przypadków spełniony był warunek w_n>a dlatego rozwiązaniami równania charakterystycznego były pierwiastki zespolone sprzężone. Dla takiego układu przebiegiem napięcia U[V] są drgania gasnące zwane przebiegami periodycznymi. Szybkość zanikania drgań jest uzależniona od wartości logarytmicznego dekrementu tłumienia. Dla dwóch przykładowych przebiegów obliczyliśmy wartość tego współczynnika i widać z wykresów i obliczeń, że dla mniejszej wartości dekrementu tłumienia przebieg napięcia jest dłużej tłumiony a dla większej wartości wytłumienie drgań w obwodzie RLC następuje o wiele szybciej.

Obliczanie logarytmicznego dekrementu tłumienia:

Obliczenie pierwiastków równania:

a)

w_N=3535,5 - wartość stała dla L=1H, C=0,08mF

w_N >a - rozwiązaniem są pierwiastki zespolone sprzężone

b)

a=2500 - wartość stała dla L=1H , R=5kW

w_N >a - rozwiązaniem są pierwiastki zespolone sprzężone

Wyznaczenie stałej czasowej dla układów RC:

R=15kW , C=0,06mF

z obliczeń: t=0,9ms ; z wykresu t=1,04ms

b) R=15kW , C=0,39mF

z obliczeń: t=5,85ms ; z wykresu t=5,76ms

c) R=3,5kW , C=0,39mF

z obliczeń: t=1,36ms ; z wykresu t=1,52ms

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest badanie obwodów liniowych w stanie nieustalonym, analizowanie przebiegów napięć i prądów po załączeniu i wyłączeniu napięcia stałego na zaciski gałęzi utworzonej z szeregowo połączonych elementów RC, RL, RLC oraz zapoznanie się z warunkami istnienia przebiegów periodycznych tłumionych, aperiodycznych czy krytycznych w obwodzie RLC w zależności od wartości i położenia pierwiastków równania charakterystycznego.

Układ pomiarowy

Układ pomiarowy składa się z badanej gałęzi RLC oraz z elektronicznego modelu klucza, który okresowo włącza na badaną gałąź źródło napięcia. Parametry R, L, C mogą być zmieniane w sposób skokowy a ich wartości można odczytywać.

---