Сделай Сам Свою Работу на 5

Основные теоретические положения





 

Рассмотрим схему колебательного контура, приведенную на рис. 7.1, которая запитана от источника постоянного тока . Нелинейный элемент имеет -образную ВАХ, показанную на рис. 7.2.

Для упрощения аппроксимируем данную нелинейную характеристи­ку тремя отрезками прямых линий , и . Произведем анализ цепи для каждого из участков ВАХ нелинейного элемента .

1. На участке , , следовательно, (допускаем протекание постоянного тока через конденсатор за счет наличия в нем утечек). На рис. 7.3 приведена схема замещения цепи для участка .

,

.

 

Рис. 7.1 Рис. 7.2

 

2. На участке нелинейный элемент характеризуется отри­цательным дифференциальным сопротивлением

 

.

 

Схема замещения для этого случая приведена на рис. 7.4. Нелинейный элемент заменяется источником ЭДС и сопротивлением .

Дифференциальное уравнение контура представляется в виде

 

.

 

Корни характеристического уравнения

 

.

 

В зависимости от соотношения между и вещественная часть корней может быть либо положительной (расходящийся переходный процесс), либо отрицательной (затухающий переходный процесс).



3. Схема замещения участка показана на рис. 7.5. Дифференциальное уравнение контура

 

 

имеет корни характеристического уравнения

 

.

 

 

Рис. 7.3 Рис. 7.4 Рис. 7.5

Переходные процессы, происходящие в нелинейном колебательном контуре на каждой из аппроксимирующих линий ВАХ, наглядно представляются на фазовой плоскости. По оси фазовых плоскостей, показанных на рис. 7.6 и 7.7, отложено напряжение на конденсаторе, а по оси – его производная .

Если для участков и ВАХ нелинейного элемента характерны лишь затухающие переходные процессы, отображенные на рис. 7.6, то для участка возможны и расходящиеся переходные процессы, показанные на рис. 7.7.

 

 

Рис. 7.6 Рис. 7.7

 

Режим незатухающих колебаний характеризуется замкнутой кривой, называемой предельным циклом (показан пунктиром на рис. 7.7).

 

Задание для самостоятельной подготовки

1. Объясните, всегда ли начальное положение изображающей
точки на фазовой плоскости находится на оси X.

2. Изобразите фазовые портреты апериодического и колебательного сходящихся переходных процессов в колебательном контуре.



3. Объясните физические явления, происходящие в колебательном контуре с нелинейным сопротивлением при и .

 

Порядок выполнения работы

Работа выполняется на лабораторной установке, схема которой приведена на рис. 7.8

Источником постоянного тока является источник ЭДС с последовательно включенным резистором с большим сопротивлением. В качестве нелинейного элемента используется тринистор , в цепи управления которого включены элементы и .

 

 

Рис. 7.8

Для снятия ВАХ тринистора используется реле с контактами .

1. При отключенных контактах и и работающем реле снимите ВАХ тринистора , изменяя величину тока через него резистором .

2. Постройте график ВАХ и для аппроксимирующей линии (см. рис. 7.2) рассчитайте дифференциальное сопротивление тринистора. Определите диапазон изменения тока источника, в котором могут возникать автоколебания в контуре - - с тринистором .

3. Отключите реле и подключите к схеме осциллограф так, чтобы на пластины поступал сигнал с конденсатора , а на пластины – сигнал с резистора (развертка осциллографа должна быть отключена). Замкните контакты и и, изменяя резистором ток схемы, добейтесь изображения предельного цикла переходных процессов на экране осциллографа. Зарисуйте его.

4. Отсоедините осциллограф от схемы и, включив его развертку,
снимите кривые и для предельного цикла.

5. Качественно проследите за изменением предельного цикла,
варьируя величинами емкости , сопротивления , тока источника с помощью резистора .



Сравните величину сопротивления , при которой срываются колебания в контуре, с величиной , полученной в п. 2.

 

Литература: [1, § 23.6, 24.2, 24.3; 2, § 16.1–16.16; 3, § 27.6, 28.1–28.6].

 

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Теоретические основы электротехники / Под ред. П.А. Ионкина. – Т. 2. – М.: Высш. шк., 1976. – 383 с.

2. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи / Л.А. Бессонов. – М.: Гардарики, 2000. – 638 с.

3. Зевеке Г.В. Основы теории цепей / Г.В. Зевеке, П.А. Ионкин. – Л.: Энергия, 1989. – 528 с.


 

 

Составители

 

Виктор Николаевич Матвеев

Татьяна Макаровна Черникова

 

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.