STUDIUL REGIMULUI TRANZITORIU INTR-UN CIRCUIT
RLC SERIE CU CONDITII INITIALE DE REPAUS,
INCARCAREA SI DESCARCAREA UNUI CONDENSATOR
44886gzi38lhf9p
Obiective urmarite
Regimul tranzitoriu al circuitului RLC serie alimentat cu tensiune periodica dreptunghiulara.
Regimul oscilatoriu. Vizualizarea si inregistrarea grafica a tensiunii la bornele condensatorului. Determinarea si compararea valorilor experimentale cu cele teoretice si cele calculate. zh886g4438lhhf
Regimul aperiodic critic. Determinarea experimentala a valorii rezistentei critice . Vizualizarea si inregistrarea grafica a tensiunii la bornele condensatorului. Se va vizualiza curba de incarcare descarcare a condensatorului scurtcircuitand bobina.
Regimul aperiodic. Se va vizualiza si inregistra.
Schema desfasurata a instalatiei experimentale
Lista echipamentului si aparaturii utilizate
C- cutie de condensatoare in decade 40*10-5-1μF;
G- generator de semnale treapta de joasa tensiune 1,5 V, 1Hz-1MHz;
L- inductanta variabila
(0-1) 100V, 6A, 0.055-0.015 H, 2.5 Ω.
(0-2) 140V, 6A, 0.16-0.055 H, 3.2 Ω.
(0-1) 250V, 3A, 0.47-0.16 H, 3,5 Ω.
(0-1) 380V, 2A, 1.5-0.47 H, 4 Ω.
sau bobina cu miez de fier de 35 mH, 1A si rezistenta in c.c. de 10 Ω.
Rd cutie de rezistente in decade (rezistor decade) 0-105 Ω, 2A-0.007A;
V- osciloscop catodic [Tesla – B.M. 370];
Q1,Q2 – intrerupatoare monofazate, 2A, 380V;
Efectuarea practica a lucrarii
Regimul oscilant.
Se realizeaza montajul din figura 3 si se fixeaza frecventa la aproximativ 500 MHz, capacitatea la aproximativ 4-6*10-3 μF rezistenta decadica Rd=0, in circuit ramanand doar rezistenta bobinei RL. Astfel prin inchiderea intrerupatorului Q1 se obtine regimul tranzitoriu oscilant pentru care se deseneaza oscilogramele (corespunzatoare celor patru valori ale capacitatilor) care au alura celor din figura 2. Din distanta de pe ecran dintre 2 maxime sau doua minime succesive se deduce perioada T si pseudopulsatia oscilatiilor . Factorul de amortizare α se stabileste din decrementul oscilatiei D care este raportul dintre doua valori maxime succesive.
Pulsatia proprie rezulta din relatia:
Nota:
pentru cresterea exactitatii determinarii perioadei T se va masura distanta intre mai multe maxime si apoi se va face media aritmetica.
la calculul factorului de amortizare α se va lua valoarea medie obtinuta aplicand relatia (45) mai multor extreme succesive.
In cele patru linii ale tabelului pentru valori ale inductivitatii L se trec valorile teoretice date de relatiile 41, 20, 21, 22, valorile masurate T, Um1, Um2, Um3 din oscilograma si cele calculate cu relatiile 42, 45, 22’.
Regimul aperiodic critic.
Pentru valorile lui L si C corespunzatoare uneia din liniile tabelului se calculeaza cu ajutorul relatiei 36 respectiv 40, tinand cont de relatia 41, valoarea rezistentei Rd, pentru care avem regimul aperiodic critic. Se vizualizeaza si se inregistreaza grafic oscilograma tensiunii, al bornele condensatorului, pentru aceasta valoare a rezistentei.
Prin inchiderea intrerupatorului Q2, se scurcircuiteaza bobina L si se pune in evidenta fenomenul de incarcare si descarcare a condensatorului in circuitul R,C serie. Se deseneaza oscilograma corespunzatoare care au alura din figura 4.
Se determina constanta de timp τ din oscilograme si se compara cu valorile calculate.
. Se studiaza, calitativ, variatia constantei de timp la modificarea valorilor rezistorului si condensatorului.
Regimul aperiodic.
Se mareste valoarea rezistentei Rd astfel incat R sa fie mai mare decat Rc (Q2 deschis). Se deseneaza oscilograma corespunzatoare.
Concluzii si observatii
Se va concluziona privind diferentele intre valorile teoretice si cele calculate pe baza rezultatelor experimentale pentru parametrii caracteristici regimului oscilant.
Se va concluziona privind variatia constantei de timp τ la modificarea rezistentei Rd respectiv a capacitatii C, inclusiv alura graficelor.
Tabel cu rezultate experimentale si de calcul
| |
Impuse |
Teoretice |
Masurate |
Calculate |
in limitele aparaturii |
rel.
(41) |
rel.
(20) |
rel.
(21) |
rel.
(22) |
din oscilograma |
rel.
(42) |
rel.
(45) |
rel.
(22’) |
Rd
Ω |
RL
Ω |
L
H |
C
F |
R
Ω |
α
s-1 |
ωa
rs-1 |
ω
rs-1 |
T
s-1 |
Um1
div |
Um2
div |
Um2
div |
ω
rs-1 |
α
s-1 |
ωa
rs-1 |
|
Obs
(L) |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
1 |
0 |
2.5 |
0.015 |
2 |
0 |
3.2 |
0.055 |
3 |
0 |
3.5 |
0.16 |
4 |
0 |
4 |
0.47 |
|
5*10-2μF |
2.5 |
166.6 |
36514.8 |
36514.4 |
0.2 |
2 |
1.6 |
1.4 |
31416 |
2231 |
31495 |
0-1 |
3.2 |
58.1 |
19069.2 |
19069.1 |
0.4 |
2.4 |
2 |
1.8 |
15708 |
911 |
15734 |
0-2 |
3.5 |
21.8 |
11180.3 |
11180.2 |
0.45 |
2.6 |
2.2 |
2 |
13692 |
742 |
13982 |
0-3 |
4 |
8.5 |
6523.2 |
6523.1 |
0.55 |
2.8 |
2.4 |
2.2 |
00424 |
560 |
11437 |
0-4 |
|
44886gzi38lhf9p
Linia 1 Linia 2
Linia 3 Linia 4
τ1=Rd*C=54μs τ2=Rd*C=104μs
τ3=Rd*C=178μs τ4=Rd*C=306μs
