POLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA

LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI

TEORETYCZNEJ

TEMAT: Stany nieustalone w obwodach RLC.

Ćw. Wykonali:

Borkowski Łukasz

Bryguła Tomasz

Cisoń Zdobysław

rok II gr.I..

Cel ćwiczenia .

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z czasowymi przebiegami przejściowymi przy załączaniu i wyłączaniu napięcia stałego w obwodach RL ; RC; RLC .

Dokonanie analizy otrzymanych przebiegów oraz wyliczenie na ich podstawie stałych czasowych.

1. Obwód RL

- nastawienie przełącznika R=2 L=1

τ - stała czasowa (decyduje o przebiegu procesu przejściowego , a szczególnie

szybkości jego zanikania

τ_R- stała czasowa odczytana z wykresu dla przebiegu napięcia na rezystorze R

τ_L- stała czasowa dla przebiegu u_L

τ_R =

τ_L =

- nastawienie przełącznika w pozycję R= 5 L=4

τ_R =

τ_L =

- nastawienie przełącznika w pozycje R= 10 L=7

τ_R=

τ_L =

2. Obwód RC

- nastawienie R=2 C=1

τ_R = 0[mS]

τ_L =

- nastawienie R=5 C=4

τ_R =

τ_L =

- nastawienie R= 10 C= 7

τ_R =

τ_L =

3. Obwód RLC.

- nastawienie R=10 C=L=7

τ =

Wnioski .

Dla obwodu RL możemy zaobserwować następujące właściwości :

w miarę wzrostu indukcyjności L stała czasowa τ wzrasta i jej narastanie jest powolne. Na wykresie możemy w sposób widoczny zaobserwować , że dla większych wartości L krzywa napięcia jest coraz bardziej wklęsła w dolnej ćwiartce wykresu . Okazuje się , że stała czasowa dla obu przebiegów na elementach ma przybliżoną wartość (teoretycznie jest taka sama).

Napięcie na rezystorze u_R z biegiem czasu t asymptotycznie maleje , natomiast napięcie na cewce u_L asymptotycznie rośnie .

W każdej chwili suma napięć u_L i u_R daje nam wartość równą zero.

Dla obwodu RC napięcie u_R ma wartość największą w chwili t=0 i w miarę upływu czasu maleje do zera.

Im większa jest wartość R w obwodzie i im większa jest wartość C w obwodzie ładowanego kondensatora , tym wolniej przebiega proces ładowania.

Napięcie u_R asyptotycznie maleje a u_C asymptotucznie rośnie do zera.

Dłuższej analizy wymaga obwód RLC, gdzie mamy do czynienia z trzema właściwościami obwodu . O jego właściwościach świadczą otrzymane przebiegi

które otrzymujemy w zależności o wielkości poszczególnych elementów RLC.

Dla parametrów kiedy R ,C i L maja małe wartości otrzymaliśmy obwód oscylacyjny . W teorii właściwości jego opisujemy przy R<2 .

Drgania te wywołane są wymianą energii między kondensatorem C a cewką L.

Przy zwiększonych parametrach zaczyna nam się ukazywać charakter periodyczny , przebiegi jednak dążą do zera jeszcze w sposób chaotyczny.

Okres powtórzeń kolejnych drgań jest duży ,stąd mamy rozciągnięte przebiegi.

Dla maksymalnych wartości R, L i C mamy typowy obwód tłumiony.

Napięcie na C wzrasta monotonicznie , liniowo do wartości ustalonej 1.5[V].

Napięcie na cewce L w chwili t=0 osiąga wartość maksymalną u_L(0)=u(0)

z kolei maleje i przy końcu przechodzi przez zero .

Stromość narastania krzywej u_R ma charakter jak u_L z tym , że początkowo rośnie do maksimum a później maleje do zera.

---