Giáo trình Thí nghiệm mạch điện 1 - Báo cáo thí nghiệm bài số 6: Quá trình quá độ mạch tuyến tính - Nguyễn Duy Khanh
Nguyeãn Duy Khanh
TN MAÏCH ÑIEÄN I
BAÙO CAÙO THÍ NGHIEÄM BAØI SOÁ 6
QUAÙ TRÌNH QUAÙ ÑOÄ MAÏCH TUYEÁN TÍNH
I. Chænh daïng soùng vaøo maïch:
+ Maïch thí nghieäm:
Ro=100
VR
Maùy
phaùt
soùng
A
B
C
Dao ñoäng kyù
CHA
GND
L
Nguoàn phaùt tín hieäu xung vuoâng, taàn soá 50Hz, bieân ñoä 5V.
+ Veõ daïng tín hieäu vaøo cuûa maïch UAB(t):
U(v)
5
t (m/s)
30
-20
-10
0
10
20
Taïi taàn soá 50 Hz, bieân ñoä baèng 5V, daïng tính hieäu vaøo cuûa maïch nhö hình
veõ. Daõy xung vuoâng coù bieân ñoä 5(V), ñoä roäng 10 (m/s) vaø chu kyø 20 (m/s).
II. Maïch quaù ñoä caáp moät R – C:
Duøng ñoàng hoà ño xaùc ñònh ñöôïc giaù trò cuûa tuï C:
C1 = 0,23F = 0,23.10-6F,
C2 = 0,45F = 0,45.10-6F
1. Veõ daïng UC(t) vaø IC(t):
+ Maïch thí nghieäm ño ñieän aùp treân tuï C:
Ro=100
VR
Dao ñoäng kyù
GND
Maùy
phaùt
soùng
A
B
C
CHA
L
+ Daïng soùng UC(t) nhaän ñöôïc:
* Tröôøng hôïp VR = 2K, C = C1: => R=2,1K, C = C1 = 0,23F
Trang 25
Nguyeãn Duy Khanh
TN MAÏCH ÑIEÄN I
UC (V)
t(ms)
0
-30
-20
-10
10
20
30
Theo lyù thuyeát:
- Tuï naïp ñieän:
t / 4,83.104
uC(t) = E(1- (t / RC) ) = 5(1-
) (V)
(V)
e
e
t / 4,83.104
(t / RC)
- Tuï phoùng ñieän: uC(t) = E
= 5
e
e
- Haèng soá thôøi gian:
- Thôøi gian quaù ñoä: tqñ = 3 = 1,449 (ms)
Thöïc nghieäm: tqñ = 1,0 (ms)
= RC = 0,483 (m/s)
* Tröôøng hôïp VR = 10K, C = C1: => R=10,1K, C = C1 = 0,23F
U
C
(V)
4,8
t(ms)
-30
0
-20
-10
20
10
30
Theo lyù thuyeát:
- Tuï naïp ñieän:
t / 2,323.103
uC(t) = E(1- (t / RC) ) = 5(1-
) (V)
e
e
t / 2,323.103
(t / RC)
- Tuï phoùng ñieän: uC(t) = E
= 5
(V)
e
e
- Haèng soá thôøi gian:
- Thôøi gian quaù ñoä:
= RC = 2,323 (m/s)
tqñ = 3 = 6,969 (ms)
* Tröôøng hôïp VR = 10K, C = C2: => R=10,1K, C = C2 = 0,45F
U
C
(V)
4,2
t(ms)
-30
-20
-10
0
10
20
30
Theo lyù thuyeát:
- Tuï naïp ñieän:
t / 4,545.103
uC(t) = E(1- (t / RC) ) = 5(1-
) (V)
e
e
t / 4,545.103
(t / RC)
- Tuï phoùng ñieän: uC(t) = E
= 5
(V)
e
e
- Haèng soá thôøi gian:
- Thôøi gian quaù ñoä:
= RC = 4,545 (m/s)
tqñ = 3 = 13,635 (ms)
Trang 26
Nguyeãn Duy Khanh
TN MAÏCH ÑIEÄN I
+ Maïch thí nghieäm ño doøng qua maïch:
Ro=100
VR
Dao ñoäng kyù
GND
Maùy
phaùt
soùng
A
B
C
CHA
L
+ Daïng soùng IC(t) nhaän ñöôïc:
* Tröôøng hôïp VR = 2K, C = C1: => R=2,1K, C = C1 = 0,23F
IC (A)
0,24
t(ms)
-5
5
-15
15
-10
10
-0,24
Theo lyù thuyeát:
- Doøng ñieän qua tuï: i(t) = C duc (t)
t / 4,83.104
= 2,38. e
(mA)
dt
- Haèng soá thôøi gian:
- Thôøi gian quaù ñoä:
Thöïc nghieäm:
= RC = 0,483 (m/s)
tqñ = 3 = 1,449 (ms)
tqñ = 1,5 (ms)
* Tröôøng hôïp VR = 10K, C = C1: => R=10,1K, C = C1 = 0,23F
IC (mA)
50
30
t(ms)
-10
10
-30
0
-20
20
-50
Theo lyù thuyeát:
- Doøng ñieän qua tuï: i(t) = C duc (t)
t /3,323.103
= 0,346. e
(mA)
dt
- Haèng soá thôøi gian:
- Thôøi gian quaù ñoä:
= RC = 2,323 (m/s)
tqñ = 3 = 6,969 (ms)
* Tröôøng hôïp VR = 10K, C = C2: => R=10,1K, C = C2 = 0,45F
Trang 27
Nguyeãn Duy Khanh
TN MAÏCH ÑIEÄN I
IC (mA)
44
30
t(ms)
-10
-30
10
20
0
-20
-44
Theo lyù thuyeát:
- Doøng ñieän qua tuï: i(t) = C duc (t)
t / 4,545.103
= 0,495. e
(mA)
dt
- Haèng soá thôøi gian:
- Thôøi gian quaù ñoä:
= RC = 4,545 (m/s)
tqñ = 3 = 13,635 (ms)
2. Nhaän xeùt caùc daïng soùng nhaän ñöôïc:
- Daïng soùng UC(t): Khi ñieän trôû taêng vaø taêng töùc laø khi haèng soá thôøi gian = RC
taêng, thôøi gian quaù ñoä cuûa maïch bò keùo daøi. Ñieän aùp taêng töø 0 leân ñeán 5V roài
giaûm veà 0. Khi taêng bieân ñoä ñieän aùp giaûm daàn töø 5V xuoáng 4,8V roài xuoáng
4,2V, chu kyø vaãn giöõ nguyeân nhöng daïng tín hieäu nhaän ñöôïc caøng ngaøy caøng
meùo so vôùi nguoàn taùc ñoäng.
- Daïng soùng IC(t): Taïi R = (2+0,1)K doøng ñieän taêng voït töø 0 leân 0,24A. Khi
haèng soá thôøi gian = RC taêng ñoä bieân ñoä doøng ñieän giaûm daàn, nöûa chu kyø ñaàu tuï
naïp ñieän, nöûa chu kyø sau tuï phoùng ñieän, thôøi gian quaù ñoä cuûa maïch bò keùo daøi.
Daïng tín hieäu nhaän ñöôïc cuõng thay ñoåi theo so vôùi nguoàn taùc ñoäng.
- Daïng soùng nhaän ñöôïc phuø hôïp vôùi lyù thuyeát. Haèng soá thôøi gian töông ñoái phuø
hôïp vôùi lyù thuyeát.
III. Maïch quaù ñoä caáp moät R – L:
1. Veõ daïng UL(t) vaø IL(t):
+ Maïch thí nghieäm ño ñieän aùp treân cuoän daây:
Ro=100
VR
Dao ñoäng kyù
CHA
Maùy
phaùt
soùng
A
B
C
GND
L
+ Daïng soùng UL(t) nhaän ñöôïc:
- Tröôøng hôïp VR = 100 :
Trang 28
Nguyeãn Duy Khanh
TN MAÏCH ÑIEÄN I
U
L
(V)
4,2
t(ms)
20
0
0,8
-10
10
30
-30
-20
-5
- Tröôøng hôïp VR = 400 :
U
L
(V)
4,6
t(ms)
30
-10
10
0
-30
-20
0,4
-5
20
+ Maïch thí nghieäm ño doøng qua cuoän daây:
Ro=100
VR
Dao ñoäng kyù
GND
Maùy
phaùt
soùng
A
B
CHA
C
L
+ Daïng soùng IL(t) nhaän ñöôïc:
- Tröôøng hôïp VR = 100 :
I
L
(mA)
1,8
t(ms)
0
-30
-20
-10
10
20
30
- Tröôøng hôïp VR = 400 :
Trang 29
Nguyeãn Duy Khanh
TN MAÏCH ÑIEÄN I
I
L
(m A)
0,8
t(m s)
0
-30
-20
-10
10
20
30
2. Nhaän xeùt caùc daïng soùng nhaän ñöôïc:
+ Nhaän xeùt:
- Daïng soùng UL(t): ÔÛ ñieän trôû nhoû (R = 100 + 100 = 200), thôøi gian quaù ñoä keùo
daøi. Khi ñieän trôû taêng (R = 100 + 100 = 200) töùc laø khi haèng soá thôøi gian =
L/R giaûm, thôøi gian quaù ñoä cuûa maïch ngaén laïi, bieân ñoä ñieän aùp taêng leân, chu kyø
vaãn giöõ nguyeân, daïng tín hieäu nhaän ñöôïc ñôõ meùo hôn so vôùi nguoàn taùc ñoäng.
Nhö vaäy daïng soùng UL(t) ôû ñaây ngöôïc vôùi daïng soùng UC(t) ôû treân.
- Daïng soùng IL(t): Thôøi gian quaù ñoä giaûm daàn, bieân ñoä doøng ñieän cuõng giaûm khi
taêng ñieän trôû. Daïng tín hieäu nhaän ñöôïc thay ñoåi ít so vôùi nguoàn taùc ñoäng.
- Daïng soùng nhaän ñöôïc phuø hôïp vôùi lyù thuyeát.
+ Coâng thöùc lyù thuyeát tính thôøi haèng maïch RL:
= L/R
Haèng soá thôøi gian:
tqñ = 3 (ms)
IV. Maïch quaù ñoä caáp hai R - L - C:
1. Ño ñieän trôû tôùi haïn:
+ Maïch thí nghieäm:
Ro=100
VR
Maùy
phaùt
soùng
A
B
Dao ñoäng kyù
GND
C
CHA
L
Chænh VR nhoû maïch dao ñoäng, taêng daàn VR ñeán khi khoâng coøn dao ñoäng
ta nhaän ñöôïc giaù trò Rth
+ Soá lieäu ño: Rth = 1400-100 = 1300 ()
L
+ Coâng thöùc tính Rth:
Rth =
()
C
+ Daïng soùng nhaän ñöôïc:
UC (V)
5
t(ms)
0
-30
-20
-10
10
20
30
Trang 30
Nguyeãn Duy Khanh
TN MAÏCH ÑIEÄN I
2. Veõ daïng UC(t) vaø I(t):
+ Maïch ño ñieän aùp treân tuï UC(t):
Ro=100
VR
Maùy
phaùt
soùng
A
B
Dao ñoäng kyù
C
GND
CHA
L
+ Daïng soùng UC(t) nhaän ñöôïc:
- Tröôøng hôïp VR = 100 (dao ñoäng)
UC (V)
8
2,6
t(ms)
0
10
20
15
20
5
5
10
30
25
15
3,4
- Tröôøng hôïp VR = Rth - 100 (Tôùi haïn)
UC (V)
5
t(ms)
0
-30
-20
-10
10
20
30
- Tröôøng hôïp VR = 7K (Khoâng dao ñoäng)
UC (V)
5
t(ms)
-30
0
-20
-10
20
10
30
Trang 31
Nguyeãn Duy Khanh
TN MAÏCH ÑIEÄN I
+ Maïch ño doøng ñieän I(t) qua maïch:
Ro=100
VR
Dao ñoäng kyù
Maùy
phaùt
soùng
A
B
GND
CHA
C
L
+ Daïng soùng IC(t) nhaän ñöôïc:
- Tröôøng hôïp VR = 100 (dao ñoäng)
I(A)
0,42
t(ms)
4
14
20
-20
-16
-10
-6
10
-0,21
- Tröôøng hôïp VR = Rth - 100 (Tôùi haïn)
I(A)
0,22
t(ms)
-10
-30
10
30
0
-20
20
-0,22
- Tröôøng hôïp VR = 7K (Khoâng dao ñoäng)
I(mA)
66
30
t(ms)
-10
10
-30
0
-20
20
-66
+ Bieåu thöùc töùc thôøi cuûa UC(t) vaø IC(t) ôû 3 cheá ñoä.
- Doøng ñieän töùc thôøi:
i(t) = kie-tsint
uC(t) = ku1 + ku2e-tsint
- Ñieän aùp töùc thôøi khi tuï naïp ñieän:
- Ñieän aùp töùc thôøi khi tuï phoùng ñieän: uC(t) = ku2e-tsint
Vôùi = R/2L
Trang 32
Nguyeãn Duy Khanh
TN MAÏCH ÑIEÄN I
+ Nhaän xeùt caùc daïng soùng nhaän ñöôïc:
- Tröôøng hôïp VR = 100: maïch dao ñoäng coù daïng hình sin vaø giaûm daàn theo
haøm muõ.
- Khi VR = Rth-100 (R=1,3 + 0,1=1,4K) thôøi gian quaù ñoä ngaén, daïng soùng
nhaän ñöôïc coù daïng gioáng nhö maïch caáp moät R-C.
- Khi VR = 7K (R=7+0,1=7,1K) Thôøi gian quaù ñoä keùo daøi, daïng soùng nhaän
ñöôïc coù daïng gioáng nhö maïch caáp moät R-C.
3. Veõ ñoà thò pha:
+ Maïch thí nghieäm:
Ro=100
VR
Maùy
phaùt
soùng
A
B
Dao ñoäng kyù
CHB CHA
C
GND
L
+ Daïng ñoà thò pha nhaän ñöôïc:
- Tröôøng hôïp VR = 100
IC(mA)
3,8
-0,4
0,62
UC(V)
0,22
0
-3,8
- Tröôøng hôïp VR = 7 K
IC(A)
2,8
UC(mV)
80
Trang 33
9 trang
22000
Free
Bạn đang xem tài liệu "Giáo trình Thí nghiệm mạch điện 1 - Báo cáo thí nghiệm bài số 6: Quá trình quá độ mạch tuyến tính - Nguyễn Duy Khanh", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_thi_nghiem_mach_dien_1_bao_cao_thi_nghiem_bai_so.pdf
