Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie Laboratoria z Elektrotechniki i Elektroniki SPRAWOZDANIE
Ćwiczenie Nr: 2
Data złożenia sprawozdania:
Rok akademicki 2010/2011

I. Cel ćwiczenia

Celem naszego ćwiczenia było przeprowadzenie badania zjawisk w stanie nieustalonym w obwodach RC oraz RLC.

II. Wstęp teoretyczny

Obwód elektryczny zawierający cewki i kondensatory tzw. Elementy zdolne do gromadzenia napięcia nie może natychmiast się znaleźć w stanie ustalonym tzn. energia w jednej chwili nie może być przekazana do kondensatora lub cewki. Na przekazanie energii potrzeba czasu. I w czasie, w którym następuje przekazanie energii do cewki lub kondensatora obwód znajduje się w stanie nieustalonym. Stan nieustalony powstaje też zawsze wtedy, gdy następuje zmiana struktury obwodu; Może to być wywołanie dołączeniem lub wyłączeniem gałęzi obwodu.

Stanem początkowym obwodu nazywamy stan obwodu w chwili, w której rozpoczynamy badanie zjawisk w obwodzie (dla t = 0). Może to być w szczególnym przypadku stan, w którym w obwodzenie wszystkie prądy i napięcia są zerowe. Mówimy wtedy, że stan początkowy jest zerowy.

Jeżeli na jakimś elemencie występuje napięcie lub płynie prąd to warunki początkowe są niezerowe.

III. Przebieg ćwiczenia

W ćwiczeniu dokonaliśmy pomiarów napięcia dla podanego obwodu:

Kondensator: C=470uF

Zwojnica: L=1000

Opornik: R=100 Ω

Napięcie wejściowe: 5V

Otrzymaliśmy następujące wyniki:

t	Uc=U2	Ur=Ug-Uc	i=Ur/R	Ucm	im
[s]	[V]	[V]	[A]	[V]	[A]
1	3	2	0,02	1,15006E-09	1,15006E-11
2	4	4	0,04	1,32265E-18	1,32265E-20
3	4,5	0,5	0,005	9,50705E-29	9,50705E-31
4	4,8	0,2	0,002	2,18674E-38	2,18674E-40
5	4,9	0,2	0,002	1,25745E-47	1,25745E-49
6	4,95	0,05	0,0005	1,80768E-57	1,80768E-59
7	5	0	0	0	0

Obliczenia potrzebne do wykonania powyższych wykresów wykonaliśmy posługując się poniższymi wzorami:

U=$Ur*e^{\frac{- t}{\tau}}$

i(t)=$\frac{\text{Ur}}{R}*e^{\frac{- t}{\tau}}$

τ=RC

IV. Wnioski

Podłączając obwód do sieci nie od razu ustala się w nim stan ustalony. Występuje najpierw stan nieustalony, w którym pojawia się skok napięcia (nawet dużej wartości), który może być szkodliwy dla elementów obwodu. Z tego powodu ważne jest, aby tak dobierać elementy obwodu żeby wspomniane skoki napięcia były jak najmniejsze.