Исследование переходных процессов в электрических цепях
Ток в цепи и энергия электрического или магнитного поля, графики. Законы изменения переходных напряжений и тока при разряде конденсатора, его практическая длительность. Этапы построения графиков зарядного и разрядного напряжения и тока конденсатора.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 08.06.2014 |
| Размер файла | 216,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Исследование переходных процессов в электрических цепях
ток электрическое магнитное поле
Задание:
При замыкании или размыкании выключателя цепь, содержащая катушку индуктивности или конденсатор, подключается к источнику постоянного напряжения или отключается от него.
Определить практическую длительность переходного процесса, ток в цепи и энергию электрического или магнитного поля при t=3ф. Построить графики i=f (t) и uc=f (t).
Рисунок 5. 1 Исходная схема
Дано:
U=260 B, C=15 мкФ
R=600 Ом, Rp=1200 Ом
Определить: i=f (t)
uc=f (t)
Цепь с последовательно подключенным конденсатором емкостью С=15мкФ и сопротивлением R=600 Ом подсоединяется к источнику постоянного напряжения U=260 В (переключатель во включенном состоянии). Определить законы изменения переходных напряжений и тока при заряде конденсатора и построить их графики. Затем цепь отключается от источника. Определить законы изменения переходных напряжений и тока при разряде конденсатора и построить график. Определить практическую длительность заряда и разряда конденсатора и энергию электрического поля при t=3ф.
Переключатель во включенном состоянии (заряд конденсатора).
Быстрота заряда конденсатора зависит от параметров цепи и характеризуется постоянной времени зарядка конденсатора.
ф=R•C=600•15•10-6=0, 009c
На основании второго закона коммутации получены законы, характеризующие напряжение и ток зарядка конденсатора:
Зарядный ток равен свободной составляющей, т. к. ток установившегося режима равен 0 (iуст=0).
Длительность заряда конденсатора
t=5ф=5•0, 009=0, 045 с
Вычислим значения напряжения на конденсаторе при его заряде для значений времени t=0, ф, 2ф, 3ф, 4ф, 5ф.
Аналогично вычислим значения зарядного тока согласно закону изменения переходного тока при заряде конденсатора для значений времени t=0, ф, 2ф, 3ф, 4ф, 5ф.
Согласно полученным результатам строим графики зарядного напряжения и тока в зависимости от ф.
Рисунок 5. 2 График зарядного напряжения конденсатора
Рисунок 5. 3 График зарядного тока конденсатора
Из построенных графиков uc (t) и ic (t) можно для любого момента времени определить значения uc и ic, а также рассчитать запасенную энергию в электрическом поле заряженного конденсатора. Например, при t=3ф
Переключатель в выключенном состоянии (конденсатор разряжается через сопротивления R и Rp).
Быстрота разряда конденсатора также зависит от параметров цепи и характеризуется постоянной времени разряда конденсатора.
ф= (R+Rp) •C= (600+1200) •15•10-6=0, 027 с
На основании второго закона коммутации получены законы, характеризующие напряжение и ток при разряде конденсатора:
где U-напряжение заряженного конденсатора до начала разряда.
Разрядные напряжения и токи равны их свободным составляющим, т. к. напряжение и ток установившегося режима после разряда равны 0 (uc уст=0, iуст=0).
Длительность разряда конденсатора
t=5ф=5•0, 027=0, 135c
Вычислим значения напряжения конденсатора при его разряде для значения времени t=0, 2ф, 3ф, 4ф, 5ф.
Энергия электрического поля конденсатора в момент времени t=3ф
Рисунок 5. 5 График разрядного тока конденсатора
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Характеристика методов анализа нестационарных режимов работы цепи. Особенности изучения переходных процессов в линейных электрических цепях. Расчет переходных процессов, закона изменения напряжения с применением классического и операторного метода.
контрольная работа [538,0 K], добавлен 07.08.2013Расчёт переходных процессов в электрических цепях классическим и операторным методами, с помощью интеграла Дюамеля. Премущества и недостатки методов. Изображение тока через катушку индуктивности. Аналитическое описание функции входного напряжения.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 16.06.2011Характеристика переходных процессов в электрических цепях. Классический и операторный метод расчета. Определение начальных и конечных условий в цепях с ненулевыми начальными условиями. Расчет графиков переходного процесса. Обобщенные характеристики цепи.
курсовая работа [713,8 K], добавлен 21.03.2011Исследование линейной электрической цепи. Расчет источника гармонических колебаний, тока, напряжения, баланса мощностей электромагнитной системы. Реактивное сопротивление выходных зажимов четырехполюсника. Расчет переходных процессов классическим методом.
курсовая работа [830,6 K], добавлен 11.12.2012Анализ электрической цепи при переходе от одного стационарного состояния к другому. Возникновение переходных колебаний в электрических цепях. Законы коммутации и начальные условия. Классический метод анализа переходных колебаний в электрических цепях.
реферат [62,1 K], добавлен 23.03.2009Расчет цепей при замкнутом и разомкнутом ключах. Определение переходных тока и напряжения в нелинейных цепях до и после коммутации с помощью законов Кирхгофа. Расчет длинных линий и построение графиков токов при согласованной и несогласованной нагрузке.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 13.07.2013Специфические особенности расчета цепи постоянного тока классическим методом. Характеристика и расчет цепи постоянного тока операторным методом. Сравнительный анализ результатов произведенных расчетов. Особенности расчета цепи синусоидального тока.
реферат [863,1 K], добавлен 30.08.2012Анализ электрического состояния цепей постоянного или переменного тока. Системы уравнений для определения токов во всех ветвях схемы на основании законов Кирхгофа. Исследование переходных процессов в электрических цепях. Расчет реактивных сопротивлений.
курсовая работа [145,0 K], добавлен 16.04.2009Практическая проверка и определение физических явлений, происходящих в цепи переменного тока при последовательном соединении резистора, индуктивной катушки и конденсатора. Получение резонанса напряжений, построение по опытным данным векторной диаграммы.
лабораторная работа [32,3 K], добавлен 12.01.2010Основные законы электрических цепей. Освоение методов анализа электрических цепей постоянного тока. Исследование распределения токов и напряжений в разветвленных электрических цепях постоянного тока. Расчет цепи методом эквивалентных преобразований.
лабораторная работа [212,5 K], добавлен 05.12.2014Определение всех токов, показаний вольтметра и амперметра электромагнитной системы. Мгновенные значения тока и напряжения первичной обмотки трансформатора. Определение индуктивностей и взаимных индуктивностей. Построение графиков напряжения и тока.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 11.12.2012Расчет линейных и нелинейных электрических цепей постоянного тока. Определение реактивного сопротивления элементов, составление баланса активных и реактивных мощностей с целью исследования переходных процессов в одно- и трехфазных электрических цепях.
контрольная работа [8,2 M], добавлен 14.05.2010Проведение экспериментальных работ при исследовании различных переходных режимов электрических цепей. Работа с электронным осциллографом и получение осциллограммам. Определение постоянной времени и декремента затухания в исследуемых переходных процессах.
лабораторная работа [334,7 K], добавлен 18.04.2010Определение закона изменения во времени тока или напряжения после коммутации в одной из ветвей электрической цепи классическим (по закону Кирхгофа) и операторным способами. Построение графика времени на основе полученного аналитического выражения.
контрольная работа [438,8 K], добавлен 07.03.2011Мгновенные значения величин. Векторная диаграмма токов и топографическая диаграмма напряжений. Расчет показателей ваттметров, напряжения между заданными точками. Анализ переходных процессов в линейных электрических цепях с сосредоточенными параметрами.
реферат [414,4 K], добавлен 30.08.2012Расчет электрических цепей переменного тока и нелинейных электрических цепей переменного тока. Решение однофазных и трехфазных линейных цепей переменного тока. Исследование переходных процессов в электрических цепях. Способы энерго- и материалосбережения.
курсовая работа [510,7 K], добавлен 13.01.2016Расчет источника гармонических колебаний. Определение резонансных режимов электрической цепи. Расчет переходных процессов классическим методом. Определение установившихся значений напряжений и токов в электрических цепях при несинусоидальном воздействии.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 18.11.2012Определению законов изменения токов и напряжений вдоль цепи. Исследование частотных и временных характеристик цепи относительно внешних зажимов. Графики изменения токов. Расчет переходного процесса операторным методом. Исчисление резонансных частот.
реферат [531,3 K], добавлен 04.12.2012Сущность расчета переходных процессов в электрических цепях первого и второго порядков. Построение временных диаграмм токов и напряжений. Составление и решение характеристических уравнений. Расчет форм и спектров сигналов при нелинейных преобразованиях.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 14.07.2012Расчёт переходных процессов в электрической цепи по заданным схемам: для определения начальных условий; определения характеристического сопротивления; нахождения принужденной составляющей; и временным диаграммам токов и напряжений в электрической цепи.
курсовая работа [324,9 K], добавлен 24.01.2011
