Создание схемы реального колебательного контура

Добавим в схему активное сопротивление R = 1 Ом, удовлетворяющее соотношению (20) – см. рис. 12.

Анализ затухания колебаний в контуре с помощью функции Transient Analysis

Проведем моделирование процессов в контуре с активным сопротивлением, изменив в настройках функции Transient Analysis (см. п. 4. 2) только время моделирования (см. рис. 6). Для большей наглядности графика увеличим временной интервал анализа, поставив TSTOP = 5 с.

После редактирования, аналогичного проведенному в п. 4. 2, получим график, изображенный на рис. 13.

Курсоры на графике отмечают положения двух «первых» мак­симумов напряжения на контуре:

I _m1 = 217,0318 мВ; I _m2 = 131,4276 мВ.

 

Следующие максимумы:

U _m3 = 79,5884 мВ; U _m4 = 48,1962 мВ; U _m5 = 29,1861 мВ.

Отношение любых двух из последовательных максимумов

.

Натуральный логарифм коэффициента k

;

с учетом небольшой погрешности вычислений равен декременту затухания, рассчитанному по формуле (18):

.

В е раз колебания контура затухают за два условных периода.

Задание 2: Увеличив активное сопротивление контура в два раза, рассчитайте и определите графически декремент затухания.

ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ НА ЛАБОРАТОРНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

Собрав соответствующие схемы (см. рис. 3 и 12), выполните анализ колебаний идеального контура и контура с активным сопротивлением.

Рассчитайте следующие величины, характеризующие свободные колебания:

- круговая и линейная частоты;

- период;

- длина волны;

- волновое сопротивление контура;

- декремент затухания;

- добротность контура.

Воспользовавшись графиками кривых тока в контуре и напряжения на контуре (полученным с помощью функции Transient Analysis – см., для примера, рис. 10 и рис. 13), проверьте соответствие теоретических результатов экспериментальным.

Параметры используемых компонентов указаны в табл. 1.

Вариант задания для каждого студента соответствует его номеру в списке подгруппы/группы в журнале преподавателя.

Таблица 1

№ варианта
Ёмкость С, мкФ
Индуктивность L, мГн	6,3350	2,5350	4,0530	0,5404	1,2665	3,8970
Сопротивление R, Ом	1,2670	1,0140	5,0662	6,7550	1,0135	1,9485

 

№ варианта
Ёмкость С, мкФ
Индуктивность L, мГн	4,2217	0,5066	6,7053	0,8142	5,0660	2,8500
Сопротивление R, Ом	3,3760	2,5330	1,1176	3,2570	10,134	7,5996

 

Замечание: при отсутствии возможности установить значение параметра с требуемой точностью используйте меньшие единицами измерения, переведя, например, миллигенри в микрогенри.

Параметры импульсного источника подберите для обеих схем самостоя­тель­но.

Время модели­рова­ния для схемы реального коле­ба­тельного контура установите, учитывая коли­чест­ва периодов, необходимое для значительного уменьшения амплитуды колебаний.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Цель работы.

2. Основные формулы, используемые при расчетах требуемых характеристик колебательных контуров.

3. Подробная запись всех этапов проведенных расчетов и их результаты.

4. Скриншоты графиков, полученных в результате проведения Transient Analysis, с открытыми окнами курсоров.

5. Сопоставление расчетных данных с результатами моделирования.

6. Выводы.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1.Попов, В. П. Основы теории цепей / В. П. Попов. – 3-е изд., испр. – М.: Высш. шк., 2000 – 575 с.

2.Исследование резистивных схемных соединений в цепях постоянного тока: методические указания по выполнению лабораторной работы по дисциплине «Теория электрических цепей» / Юго-Зап. гос. ун-т; сост.: Л. А. Болычевцева, А. Ф. Рыбочкин. Курск, 2013. 22 с.

3.Исследование линейных цепей при гармоническом воздействии : методические указания по выполнению лабораторной работы по дисциплине «Теория электрических цепей» / Юго-Зап. гос. ун-т; сост.: Л. А. Болычевцева, А. Ф. Рыбочкин. Курск, 2013. 31 с.: ил. 24, табл. 1. Библиогр.: с. 31.