5.5 Розряд конденсатора на реальну котушку

Раніше було показано, що для підвищення cos кіл, які мають активно-індуктивних характер навантаження, паралельно до реальної котушки вмикають ємність (рис. 4.34, а). Після вимикання такого кола від мережі одержуємо контур з послідовним з’єднанням елементів (рис. 4.33, б), у якому під дією напруги конденсатора, ємністю C, і ЕРС самоіндукції котушки, з опором R і індуктивністю L, з’явиться струм i.

Рис. 4.34. Схеми підвищення cos реальної котушки (а) та розряду конденсатора на реальну котушку (б).

Для цього кола, рівняння за другим законом Кірхгофа можна записати так –

,

або з урахуванням, що спади напруги на резисторі, індуктивності і ємності дорівнюють, відповідно: ,

,

,

Залежно від співвідношення параметрів кола R, L, C і значення коренів р₁ і р₂ розряд конденсатора може мати аперіодичний (рис. 4.35, а) або затухаючій коливальний характер (рис. 4.35, б). У колі з ідеальною котушкою, коли R = 0, тобто у коливальному контурі, розряд конденсатора відбувається за законом не затухаючої синусоїди. Явище незатухаючих гармонічних коливань у колах з індуктивністю та ємністю широко використовують для одержання електричних коливань високої частоти.

Рис. 4.35. Аперіодична (а) та коливальна (б) зміни струму при розряді конденсатора на реальну котушку.

Рис 4.30. Вмикання кола з індуктивністю на постійну напругу (а) та графіки струмів перехідного процесу (б).

Рис. 4.31. Вимикання кола з індуктивністю від джерела постійної напруги (а) та графіки струмів перехідного процесу (б).

Рис. 4.32. Вмикання реальної котушки у мережу синусоїдного струму (а) та графіки струмів перехідних процесів при _u   < 90 (б) і при _u   = 90 (в).

Рис. 4.33. Схема заряду-розряду (а) та графіки зміни напруги

і струму при заряді (б) конденсатора.

Рис. 4.34. Схеми підвищення cos реальної котушки (а)

та розряду конденсатора на реальну котушку (б).

Рис. 4.35. Аперіодична (а) та коливальна (б) зміни струму

при розряді конденсатора на реальну котушку.

Рис. 4.36. Розрахункове коло з реальною котушкою.

Рис. 4.37. Графіки зміни спадів напруг і струму на елементах розрахункового

кола з конденсатором протягом перехідного процесу.

Рис. 4.38. Розрахункове коло з конденсатором.

Рис. 4.39. Графіки зміни спаду напруги і струму на ділянці розрахункового

кола з конденсатором протягом перехідного процесу.

Лекція №6. Тема. Електричні вимірювання.

У процесі виконання вимірювання, його аналізу, необхідно знати, розуміти і застосовувати прийняту термінологію, яка використовується в області знань теорії вимірювання, що є показником високої кваліфікації інженера, який виконує вимірювальні роботи. До основної термінології в теорії вимірювання відносяться наступні визначення і їхня характеристика:

Вимірювання – визначення значення фізичної величини дослідним шляхом за допомогою спеціальних технічних засобів.

Міра (еталон) – засіб вимірювання, що забезпечує зберігання і відтворення одиниці вимірювання.

Первинний еталон – державний еталон.

Вторинний еталон – еталон, значення якого встановлюється по первинному для метрологічних служб.

Робочий еталон – еталон, який використовується у вимірюваннях.

Засоби вимірювання – технічні засоби, які використовуються при вимірюваннях і атестовані державною метрологічною службою.

Вимірювальний прилад – технічний засіб, як правило, що не є мірою, служить для порівняння відомої і величини, яка визначається.

Точність – величина, зворотна відносній похибці.

Однократне вимірювання дає єдиний результат, що приймають за остаточний результат вимірювання шуканої величини. Однократне вимірювання являється достатнім у двох випадках. По-перше, при використанні малочутливого вимірювального приладу, коли всі вимірювання приводять до однакових результатів. По-друге, при вимірюваннях фізичної величини, що змінюється.

Багаторазові вимірювання проводять шляхом повторення однократних вимірювань однієї і тієї ж постійної фізичної величини, це приводить до одержання набору даних. Остаточний результат багаторазового вимірювання, як правило, знаходять із набору даних у вигляді середнього арифметичного результату всіх окремих вимірювань. Вимірювання, проведені в науці і техніці, звичайно прагнуть виконати як багаторазові, щоб забезпечити підвищення точності результатів вимірювання шуканих величин.

Фізичні величини, які вимірюються, відносять до наступних основних типів:

Випадкова величина - така фізична величина, яка пов'язана з випадковими процесами, тому результат окремого вимірювання не може бути однозначно передбачений заздалегідь. Разом з тим, проведення досить великої кількості вимірювань випадкової величини дозволяє встановити, що результати вимірювання відповідають певним статистичним закономірностям.

Постійна величина - фізичні постійні, наприклад, швидкість світла у вакуумі, заряд електрона, постійна Больцмана і т.п. Можна вважати постійними величинами також деякі фізичні характеристики конкретного об'єкта, що перебуває при фіксованих умовах. Постійна величина найчастіше проявляє себе як випадкова величина, а результати її вимірювання розкривають випадкову природу впливів і відповідають певним статистичним закономірностям

Змінна величина - така величина закономірно міняється із часом внаслідок процесів, що проходять у досліджуваному об'єкті. Вимірювання, проведені в різні моменти часу, фіксують величину в нових умовах. Набір результатів однократних вимірювань являє собою результати принципово неповторних вимірювань, тому що час не можна повернути назад, а вимірювання у цілому не може розцінюватися як багаторазове.

Нестабільна величина - вона безсистемна, тобто під час відсутності яких би те не було статистичних закономірностей, міняється, «пливе» або «дрейфує», із часом. До основної характеристики нестабільної величини варто віднести відсутність у експериментаторів інформації про її залежності від часу. Вимірювання такої величини дають набір даних, що не несуть скільки-небудь корисних відомостей.

Особливість процесу вимірювання, яку необхідно враховувати при обробці результатів,

пов'язана із впливом точності застосовуваних вимірювальних приладів на визначення типу досліджуваної фізичної величини. Випадковий характер величини може взагалі не виявитися, якщо використані малочутливі прилади.