Miłosz Goślicki

Szczepan Sowula

Marcin Dębowski

Wydział Budowy Maszyn i Informatyki

Kier: Automatyka i Robotyka

Grupa: 2a

Sekcja: 1

SPRAWOZDANIE

LABORATORIUM PODSTAW TEORII OBWODÓW

Numer ćwiczenia: 4

Temat ćwiczenia: Badanie stanów nieustalonych

Data wykonania: 4.12.2013

1. Teoria

   1. Stany nieustalone
      W obwodach elektrycznych występują elementy mające zdolność gromadzenia energii- cewki i kondensatory. W związku z zasadą zachowania energii występują stany nieustalone- w wyniku zmiany parametrów lub ingerencji w obwód elektryczny. Energia zgromadzona przez cewkę lub kondensator nie może ulec zmianie skokowo.

   2. Komutacja
      Proces przejścia z jednego stanu ustalonego do drugiego. Stan nieustalony teoretycznie trwa nieskończenie długo, ale w praktyce układ zawsze osiąga stan stabilny. Do opisania stanów nieustalonych, czyli przebiegu prądu i napięcia na elementach układu stosuje się metody klasyczne oparte na II prawie Kirchhoffa, oraz metody operatorowe wykorzystujące transformatę Laplace`a.

2. Przebieg ćwiczenia

   1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest poznanie definicji stanów nieustalonych, oraz dokonanie badań szybkości rozładowania kondensatora przy określonym napięciu i pojemności kondensatora w obwodzie RC

1. Schemat pomiarowy

1. Przebieg ćwiczenia
   Połączono układ zgodnie ze schematem pomiarowym. Na wejście układu podano napięcie 6,1V, a pojemność kondensatora ustawiono na 1,15μF. Przy pomocy oscyloskopu dokonywano pomiaru spadku napięć na kondensatorze, zmieniając jego pojemność od 1,15 μF do 0,5 μF co 0,05 μF. Wyniki pomiarów zapisano w tabeli pomiarowej

2. Tabela z wynikami pomiarów

R=1MΩ
Pojemność [μF]
1,15
1,10
1,05
1,00
0,95
0,90
0,85
0,80
0,75
0,70
0,65
0,60
0,55
0,50

2.5 Obliczenia przykładowe
- Stała czasowa średnia
$= R*Csr = 1*10^{6}*\frac{\sum_{}^{}C}{\begin{matrix} 15 \\ \\ \end{matrix}} = 10^{6}*0,77*10^{- 6} = 0,77$

- Stała czasowa dla poszczególnych pomiarów

1 = R * C = 10⁶ * 1, 15 * 10⁻⁶ = 1, 15 ∖ nWniosek : ∖nDla R = 1MΩ ∖ n[s] = C[μF] ∖ nZgodnie z ta zasada : ∖n2 = 1, 10 ∖ n3 = 1, 05 ∖ n4 = 1, 00

2.6 Porównanie stałej czasowej obliczonej i stałej czasowej wyznaczonej graficznie.

obl	graf
1,15	0,66
1,10	0,50
1,05	0,40
1,00	0,35

2.7 Wnioski

W trakcie wykonywania ćwiczenia wdał się błąd. Zamiast rezystancji w wartościach 1kΩ i 5kΩ, należy przyjąć wartość R=1MΩ. Dla tej rezystancji, wartość stałej czasowej jest zgodna z zależnością:

[s] = C[μF]

Porównano wyniki stałych czasowych otrzymanych z obliczeń z wynikami stałych czasowych otrzymanych metodą wykreślną. Stałe te różnią się znacząco.