INSTYTUT ELEKTROENERGETYKI zakład układów i sieci elektroenergetycznych
nazwa laboratorium
Prowadzący:		dr inż. Andrzej Kwapisz
Temat:		Podstawy modelowania układów elektrycznych i elektroenergetycznych w programie ATPDraw
Nr ćwiczenia:		01	Data wykonania ćwiczenia:	2009-12-10
Nr stanowiska:		02	Data oddania sprawozdania:	2010-01-07
Grupa:		E2 - C
Wykonał:		Brodziński Kamil		Uwagi:

1.Wprowadzenie:

Wykonane zajęcia laboratoryjne miały na celu zapoznanie się studentów z podstawowymi komponentami i funkcjami występującymi w programie ATPDraw oraz budowę nieskomplikowanych układów elektrycznych i elektroenergetycznych. Poprawne wykonanie zadanie w laboratorium umożliwia trafne opisanie zarejestrowanych przebiegów sygnałów oraz wykonanie obliczeń analitycznych.

Budowa układów wymagała podstawowej wiedzy z zakresy elektrotechniki i elektroenergetyki. Bazowaliśmy na wykorzystaniu takich komponentów jak: źródło prądu stałego, rezystor , cewka, kondensator, wyłącznik, mierniki itp. Zmieniając poszczególne parametry elementów układów mogliśmy obserwować ich wpływ na działanie całego układu. Informacje te były niezbędne do napisania wniosków z danego ćwiczenia.

1. Obwód RC.

1.1 Układ z małą rezystancją.

1. Schemat badanego obwodu.

2. Parametry badanego obwodu: R=10Ω, C=2500µF

3. Obliczenia dla badanego obwodu.

• Wartość początkowa prądu
  

• Wartość ustalona prądu
  

• Napięcie na rezystorze w stanie ustalonym
  

• Napięcie na kondensatorze w stanie ustalonym
  

• Wartość stałej czasowej
  

4. Charakterystyka:

1.2 Układ ze zwiększoną rezystancją.

1. Parametry badanego obwodu: R=100Ω, C=2500µF

2. Obliczenia dla badanego obwodu:

• Wartość początkowa prądu
  

• Wartość ustalona prądu
  

• Napięcie na rezystorze w stanie ustalonym
  

• Napięcie na kondensatorze w stanie ustalonym
  

• Wartość stałej czasowej
  

3. Charakterystyki:

Charakterystyka prądu.

2. Obwód szeregowo-równoległy RLC.

1. Schemat badanego obwodu

2. Parametry badanego obwodu: R=100[Ω], L=100mH, C=2500[µF]

3. Obliczenia dla badanego obwodu:

• Wartość częstotliwości rezonansowej

• Stała czasowa elementu RC

• Spadek napięcia na rezystorze w stanie ustalonym

U_R= I_ust* R = 0,12 *100 = 12 [V]

• Napięcie na kondensatorze w stanie ustalonym

U_C= 0 [V]

4. Charakterystyka.

3. Obwód szeregowy RLC

1. Schemat badanego obwodu

2. Parametry obwodu: R=100[Ω], L=100[mH], C=2500[µF]

3. Obliczenia dla obwodu:

• Wartość rezystancji krytycznej:
  

• Zmniejszona rezystancja krytyczna:
  

• Powiększona rezystancja krytyczna:
  

• Napięcie na kondensatorze w stanie ustalonym

U_C= U_B=E=12 [V]

• Napięcie na cewce w stanie ustalonym

U_L= 0 [V]

• Częstotliwość rezonansowa obwodu

4. Charakterystyki:

• dla
  

• dla
  

• dla
  

4. Wnioski:

Program ATPDraw jest kolejnym z poznanych przez nas programów umożliwiającym nam projektowanie obwodów elektrycznych, oraz obserwację charakterystyk prądów i napięć występujących w stanach nieustalonych.

W przypadku obwodu RC z małą rezystancją można zaobserwować, że napięcie pojawia się w momencie załączenia włącznika po czym maleje wykładniczo aż do wartości zero. Jednocześnie obserwujemy wzrost napięcia na kondensatorze aż do wartości równej wartości źródła czyli 12V. Gdy kondensator jest w pełni naładowany przestaje płynąć prąd, gdyż kondensator staje się przerwą w obwodzie. W przypadku obwodu z rezystancją dziesięciokrotnie większą można zaobserwować odwrotnie proporcjonalna zmianę wartości prądu tzn. z 1,2A do 0,12A. Jednocześnie znacznie zwiększa się czas ładowania kondensatora.

W obwodzie RLC z równoległym połączeniem cewki i kondensatora obserwujemy ładowanie kondensatora aż do wartości równej napięciu źródła. Niemniej jednak na cewce występuje spadek napięcia, który powoduje ciągły przepływ prądu.

W obwodzie RLC z połączeniem szeregowym po załączeniu włącznika zaobserwować możemy przepływ prądy przez rezystor oraz cewkę, który to ładuje kondensator, ładowanie nie odbywa się w tym przypadku w sposób okresowy. Podczas załączenia można zaobserwować wystąpienie napięcia na indukcyjności, które z czasem maleje do zera, gdyż cewka w przypadku prądu stałego staje się zwarciem.