7.2.В. Исследование переходных процессов в линейной rl - цепи первого порядка

7.2.В.1. Сформировать схему для проведения виртуального эксперимента согласно рис.7.14.

Рис.7.14. Схема виртуального эксперимента для получения временных зависимостей реакций RL - цепи в переходных режимах.

7.2.В.2. Вызвать модель линейной индуктивности L1 аналогично п.1.2.В.2.

7.2.В.3. Все остальные операции создания схемы рис.7.14 практически полностью повторяют операции формирования схемы RC - цепи рис.7.12 (см.п.п.7.2.Б.1, 7.2.Б.2 и 7.2.Б.3).

7.2.В.4. По заданию преподавателя задать параметры пассивных элементов: R1- в диапазоне 10…20 Ом; L1- в диапазоне 10…20 мГн (см. п.п.1.2.Б.15, 1.2.В.6 соответственно).

7.2.В.5. При заданных значениях R1 и L1 рассчитать постоянную времени цепи в секундах и частоту импульсного сигнала Гц.

7.2.В.6. Задать параметры входного сигнала полностью идентичными параметрам, заданным в п.7.2.Б.6.

7.2.В.7. Настройка четырехканального осциллографа XSC1 и параметры управляемого током источника напряжения Vi полностью совпадают с настройкой и параметрами, указанными в п.п. 7.2.Б.7 и 7.2.Б.8.

7.2.В.8. Провести виртуальный эксперимент получения временных зависимостей , , аналогично п.7.2.Б.9. Результаты измерений занести в табл.7.6.

7.2.В.9. По данным табл.7.6 построить графики , и на одной координатной сетке.

Таблица 7.6

Временные зависимости , ,

7.2.В.10. Для каждого момента коммутации определить независимые начальные условия переменной состояния, используя данные табл.7.6 и указать их на графиках временных зависимостей.

7.2.В.11. Подготовить схему виртуального эксперимента RL - цепи для определения переходных характеристик в режиме численного анализа согласно рис.7.15.

Рис.7.15. Схема RL - цепи для определения переходных характеристик в режиме численного анализа

Подготовка схемы рис.7.15 полностью аналогична подготовке схемы рис.7.13 п.7.2.Б.12.

7.2.В.12. Выбрать в качестве реакций для определения переходных характеристик ток , который является переменной состояния- током в индуктивности , и напряжение . Току соответствует напряжение на выходе источника Vi.

7.2.В.13. Задание вида численного анализа и его параметров полностью аналогично п.7.2.Б.13.

7.2.В.14. Провести численный анализ переходного процесса и обработку его результатов аналогично п.п.7.2.Б.14 и 7.2.Б.15.

-Данные измерений занести в табл.7.7.

7.2.В.15. Повторить операции п.7.2.Б.16 для результатов численного анализа табл.7.7.

7.2.В.16. Принять значение допустимой погрешности по заданию преподавателя ±∆% в диапазоне (3…5)%.

7.2.В.17. Повторить п.п.7.2.Б.18 и 7.2.Б.19. Значения определять по моменту окончательного входа характеристики в трубку заданной (допустимой) погрешности. Результат измерения занести в табл.7.7.

Таблица 7.7

Переходные характеристики RL - цепи первого порядка ,

7.2.В.18. Провести численный анализ переходных процессов в исследуемой цепи (рис.7.15) в режиме изменения параметра резистора R1. В качестве изменяемого параметра принять сопротивление резистора. Изменение сопротивления резистора R1 при неизменном значении индуктивности L1 приводит к соответствующему изменению постоянной времени цепи и, таким образом, к изменению скорости протекания переходного процесса.

- Выбор вида анализа Parameter Sweep, настройку его параметров и запуск провести аналогично операциям п.7.2.Б.20.

- Выбрать в качестве исследуемой переменной напряжение управляемого источника Vi (датчика тока). Оно соответствует в масштабе коэффициента передачи Н току , т.е. в данном случае – переменной состояния.

- Оставить (или перевести) в окне Selected variables for analysis номер только одного узла (узлового напряжения), соответствующего напряжению источника Vi.

7.2.В.19. Результатами анализа являются переходные характеристики при различных значениях сопротивления резистора R1, т.е. при различных значениях постоянной времени τ.

7.2.В.20. Повторить п.7.2.Б.15. Результаты измерения координат переходных характеристик занести в табл. 7.8. При занесении результатов учитывать масштаб определения тока: , А.

Таблица 7.8.