к оглавлению

Эксперименты. Разряд конденсатора на катушку индуктивности

Цель экспериментов 1. Исследование процесса разряда конденсатора на катушку индуктивности при отсутствии потерь в контуре. 2. Исследование процесса разряда конденсатора на катушку индуктивности при высокой добротности контура (колебательный разряд). 3. Исследование процесса разряда конденсатора на катушку индуктивности при низкой добротности контура (апериодический разряд).

Electronics Workbench V 5.12

Краткие сведения из теории 1. Разряд конденсатора с начальным напряжением Uco на идеальную катушку индуктивности (R = О). Уравнение для расчета переходного процесса - зависимости напряжения на конденсаторе uc от времени - в этом случае имеет вид:

Electronics Workbench V 5.12 (8.1)

Корни его характеристического уравнения мнимые сопряженные Electronics Workbench V 5.12 где Electronics Workbench V 5.12 - угловая резонансная частота, Electronics Workbench V 5.12 - период собственных колебаний.

Решение уравнения (8.1):

Electronics Workbench V 5.12 (8.2)

Ток в контуре определяется из выражения:

Electronics Workbench V 5.12 (8.3)

где Electronics Workbench V 5.12 - волновое сопротивление контура,

Uco - начальное напряжение на конденсаторе.

Порядок проведения экспериментов

Эксперимент 1. Разряд конденсатора с начальным напряжением на идеальную катушку индуктивности. Откройте файл с8_01 (рис. 8.1). Рассчитайте временные зависимости напряжения на конденсаторе Uc(t) и тока ic(t) через него при переключении реле времени. Получите осциллограммы Uc(t) и ic(t) и зарисуйте их на экране осциллографа в разделе "Результаты экспериментов". По осциллограммам определите величины То и р. Сравните их с расчетными значениями.

Electronics Workbench V 5.12

Эксперимент 2. Энергетические соотношения при разряде конденсатора с начальным напряжением на идеальную катушку индуктивности. Откройте файл с8_02 (рис. 8.2). Рассчитайте энергию в конденсаторе Wc и энергию в катушке индуктивности WL для моментов времени t= О, То/8, То/4, ЗТо/8, То/2, 5Т„/8, ЗТо/4, 7То/8, То. Время отсчитывается от момента переключения реле. Результаты расчета занесите в соответствующую таблицу в разделе "Результаты экспериментов". Получите осциллограммы Wc(t) и WL(I), зарисуйте их на экране осциллографа в разделе "Результаты экспериментов". По осциллограммам Wc(t) и WL(t) определите экспериментальные значения энергий в указанные моменты времени. Результат также занесите в таблицу.

Electronics Workbench V 5.12

Эксперимент 3. Разряд конденсатора с начальным напряжением на катушку индуктивности при высокой добротности контура. Откройте файл с8_03 (рис. 8.3). Рассчитайте временные зависимости напряжения на конденсаторе Uc(t) и тока ic(t) через него при срабатывании реле времени, а также рассчитайте величины wсв и б. Получите осциллограммы Uc(t) и ic(t), зарисуйте их на экране осциллографа в разделе "Результаты экспериментов". По осциллограммам определите величины Тсв и 5, сравните их с расчетными значениями.

Electronics Workbench V 5.12

Эксперимент 4. Энергетические соотношения при колебательном разряде конденсатора с начальным напряжением на катушку индуктивности. Откройте файл с8_04 (рис. 8.4). Рассчитайте энергию в конденсаторе We и катушке индуктивности WL для моментов времени t= 0, Тсв/2, Tсв, 3Tcв/2, 2Тсв, 5Тсв/2, ЗТсв, 7Tсв/2, 4Tсв. Время отсчитывается от момента срабатывания реле времени. Результаты расчета занесите в соответствующую таблицу в разделе "Результаты экспериментов". Получите осциллограммы Wc(t) и WL(t), зарисуйте их на экране осциллографа в разделе "Результаты экспериментов". По осциллограммам Wc(t) и WL(t) определите экспериментальные значения энергий в указанные моменты времени и результаты также занесите в таблицу.

Electronics Workbench V 5.12

Эксперимент 5. Разряд конденсатора с начальным напряжением на катушку индуктивности при низкой добротности контура. Откройте файл с8_05 (рис. 8.5). Рассчитайте временные зависимости напряжения на конденсаторе Uc(t) и тока ic(t) через него, а также величины p1 и р2 при переключении реле времени. Получите осциллограммы тока ic(t) конденсатора при его разряде на RL-цепь и тока через катушку индуктивности L при подсоединении ее через резистор R к источнику с ЭДС, равной начальному напряжению на конденсаторе (нижняя схема). Зарисуйте полученные осциллограммы на экране осциллографа в разделе "Результаты экспериментов". Сравните осциллограммы тока для обоих случаев. Вычислите постоянную времени 1/p1 и сравните ее с постоянной времени L/R для нижней схемы, отметьте положение соответствующего корня характеристического уравнения на комплексной плоскости. Получите осциллограммы тока ic(t) конденсатора при его разряде на RL-цепь и на резистор с сопротивлением R (правая схема). Зарисуйте их на том же экране осциллографа в разделе "Результаты экспериментов". Сравните осциллограммы тока для всех трех схем. Вычислите постоянную времени 1/р2 и сравните ее с постоянной времени RC правой схемы, отметьте положение соответствующего корня характеристического уравнения на комплексной плоскости.

Electronics Workbench V 5.12

Результаты экспериментов Эксперимент 1. Разряд конденсатора с начальным напряжением на идеальную катушку индуктивности.

Electronics Workbench V 5.12

Electronics Workbench V 5.12

Осциллограммы uc(t) и ic(t)

Electronics Workbench V 5.12

Положение корней характеристического уравнения на комплексной плоскости

Electronics Workbench V 5.12

Эксперимент 2. Энергетические соотношения при разряде конденсатора с начальным напряжением на идеальную катушку индуктивности.

Electronics Workbench V 5.12

Осциллограммы Wc(t) и WL(t)

Энер

гия,

Время, с 'Дж

о

То/8

То/4

ЗТо/8

То/2

5То/8

ЗТо/4

7 То/8

То

We.

Дж

расчет

We.

Дж

измерение

WL,

Дж

расчет

WL,

Дж

измерение


Эксперимент 3. Разряд конденсатора с начальным напряжением на катушку индуктивности при высокой добротности контура.

Electronics Workbench V 5.12

Осциллограммы Uc(t) и ic(t)

Electronics Workbench V 5.12

Положение корней характеристического уравнения на комплексной плоскости

Electronics Workbench V 5.12

Эксперимент 4. Энергетические соотношения при колебательном разряде конденсатора с начальным напряжением на катушку индуктивности.

Electronics Workbench V 5.12

Осциллограммы Wc(t) и W^(t)

Энер

Время, с гия, Дж

о

Тсв/2

ТСБ

ЗТсв/2

2Тсв

5Тсв/2

ЗТсв

7Тсв/2

4Тсв

We,

Дж расчет

We,

Дж измерение

WL,

Дж расчет

WL,

Дж измерение


Эксперимент 5. Разряд конденсатора с начальным напряжением на катушку индуктивности при низкой добротности контура.

Electronics Workbench V 5.12

Осциллограммы. uc(t) и ic(t)

Electronics Workbench V 5.12

Положение корней характеристического уравнения на комплексной плоскости

Electronics Workbench V 5.12

Вопросы 1. Какие характерные точки можно выделить на осциллограммах мгновенных значений энергии в катушке и конденсаторе при разряде конденсатора на идеальную катушку индуктивности?

2. Какое положение на комплексной плоскости занимают корни характеристического уравнения при отсутствии потерь в контуре?

3. Как происходит обмен энергией между компонентами схемы при переходном процессе в отсутствие потерь?

4. Как изменяется форма осциллограмм тока в контуре и напряжений на компонентах при введении в контур небольшого сопротивления (колебательный процесс)?

5. Какими величинами характеризуется затухание тока при колебательном переходном процессе?

6. Какое положение на комплексной плоскости занимают корни характеристического уравнения при колебательном переходном процессе?

7. Сравните форму кривых тока и напряжений при апериодическом переходном процессе с соответствующими кривыми для RL- и RC-цепей.

8. Какое положение на комплексной плоскости занимают корни характеристического уравнения при апериодическом переходном процессе?

к оглавлению


Знаете ли Вы, что в 1974 - 1980 годах профессор Стефан Маринов из г. Грац, Австрия, проделал серию экспериментов, в которых показал, что Земля движется по отношению к некоторой космической системе отсчета со скоростью 360±30 км/с, которая явно имеет какой-то абсолютный статус. Естественно, ему не давали нигде выступать и он вынужден был начать выпуск своего научного журнала "Deutsche Physik", где объяснял открытое им явление. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

{DATA}
НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
Рыцари теории эфира
 14.10.2019 - 19:26: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вячеслава Осиевского - Карим_Хайдаров.
14.10.2019 - 03:09: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Марины Мелиховой - Карим_Хайдаров.
13.10.2019 - 18:09: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Светланы Вислобоковой - Карим_Хайдаров.
13.10.2019 - 08:05: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Декларация Академической Свободы - Карим_Хайдаров.
13.10.2019 - 08:03: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Биохимия мозга от проф. С.В. Савельева и не только - Карим_Хайдаров.
12.10.2019 - 07:03: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Константина Сёмина - Карим_Хайдаров.
11.10.2019 - 08:59: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от О.Н. Четвериковой - Карим_Хайдаров.
11.10.2019 - 06:24: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
11.10.2019 - 03:57: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ЗА НАМИ БЛЮДЯТ - Карим_Хайдаров.
11.10.2019 - 03:33: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> ЭКОЛОГИЯ ДЛЯ ВСЕХ - Карим_Хайдаров.
11.10.2019 - 03:22: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Глобальное потепление - миф или... миф? - Карим_Хайдаров.
09.10.2019 - 19:01: ТЕОРЕТИЗИРОВАНИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ - Theorizing and Mathematical Design -> ФУТУРОЛОГИЯ - прогнозы на будущее - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research Institution home page

Bourabai Research - Технологии XXI века Bourabai Research Institution