Порядок выполнения работы. Исследование источника синусоидального напряжения реализуется с помощью модели, представленной на рис
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Исследование источника синусоидального напряжения реализуется с помощью модели, представленной на рис. 2 Окно задания параметров источника показано на рис. 3. Это окно содержит три поля, в которых последовательно задаются амплитуда напряжения на выходе источника в вольтах, начальная фаза в градусах и частота в герцах. В четвертом поле задастся величина шага выборки. В последнем поле задается параметр, который нужно измерить измерительным прибором Multimeter. При выборе параметра Voltage из выпадающего меню поля Measurement, в левом поле окна настройки блока Multimeter (рис. 4) появляется название измеряемого параметра и название блока, в котором этот параметр измеряется. Кнопкой Select измеряемый параметр перемещается в правое поле для дальнейшей обработки в последующих блоках, а также для вывода на экран результатов моделирования. В этом случае следует включить флажок Display signal simulation stop (рис. 4).
Рис. 2 -Модель для использования источника синусоидального напряжения
Рис. 3 -Окно настройки параметров источников синусоидального напряжения
Рис.4 -Окно настройки измерительного прибора Multimeter Параметры моделирования задаются в окне Simulation Parameters (рис.5). Результаты моделирования показаны на рис. 6. Выполнение этого пункта лабораторной работы осуществляется после получения от преподавателя (или выбора при самостоятельной работе) параметров источника синусоидального напряжения. Эти параметры заносятся в табл..1, они должны оставаться неизменными при выполнении всех последующих пунктов лабораторной работы.
Рис. 5 -Окно настройки параметров моделирования
Таблица 1 – Параметры источников синусоидального напряжения
Рис. 6 - Результаты моделирования цепи синусоидального напряжения Исследование источника синусоидального тока осуществляется на модели, представленной на рис. 3.1.7 (заметим, что источник тока в этом случае должен быть замкнут накоротко). Порядок проведения этого пункта лабораторной работы полностью повторяет предыдущий. Параметры источника синусоидального тока заносятся в таблицу 2. В дальнейшем, при использовании источника тока в лабораторной работе (пп. 3.8, 3.9) его параметры должны остаться неизменными.
Таблица 2 – Параметры источника синусоидального тока
Рис. 7 -Модель для исследования источника синусоидального тока Исследование одиночных и последовательно соединенных пассивных RLC-элементов по пунктам 3.2-3.7 осуществляется на модели рис. 8. Отдельного пояснения здесь требуют блоки Series RLC и Powergui. В окне настройки блока Series RLC имеется четыре поля (рис. 9). В трех первых полях задаются параметры пассивных RLC-элементов. При этом для получения нулевого индуктивного сопротивления (xL = ωL = 2nfL) необходимо в иоле Inductance L(H) записать 0, а для получения нулевого емкостного сопротивления (
Рис. 8 – Модель для исследования цепи при последовательном соединении пассивных элементов в цепи синусоидального тока
Рис. 9 – Окно настройки параметров последовательной RLC-цепи Окно блока графическою интерфейса пользователя (powergui) показано на рис. 10. При включенном флажке Measurement в поле блока отражаются тс из измеряемых величин, которые измеряет блок Multimeter. В частности, на рис. 10 представлены результаты измерения действующего напряжения и тока при резистивной нагрузке.
Рис. 10 – Окно блока графического интерфейса пользователя При включенном флажке Source блок измеряет параметры источника в цепи. При выполнении пунктов 3.2-3.7 лабораторной работы параметры пассивных элементов задаются преподавателем. В случае самостоятельной работы рекомендуется эти параметры выбирать в пределах: R = 30 - 100 Ом, L = 50-100гпН, С = ЗО-100mkF. Напряжение и ток измеряются в действующих значениях (RMS — Root Means Square), которые выбираются из выпадающего меню поля настройки в блоке Powergui. В левом поле окна блока Powergui в первой колонке высвечиваются измеряемые величины вместе с названиями блоков, в которых производится измерение, во второй колонке — значения величин, в третьей — начальные фазы измеренных величин. Результаты измерений и вычислений заносятся в таблицу 3. Таблица 3 - Результаты измерений и вычислений
Мгновенные значения напряжения и тока исследуемой цепи наблюдаются при рассмотренной выше настройке блока Multimetеr. На рис. 11, в качестве примера показаны исследуемые величины при резистивной нагрузке.
Рис. 11 – Напряжение и ток в цепи при резистивной нагрузке
Модель для исследования параллельных соединений пассивных элементов в соответствии с п.п. 3.8 представлена на рис. 12. Здесь в качестве источника использован источник синусоидального тока. Измерения и вычисления заносятся в таблицу 4.
Рис. 12 -Модель для исследования параллельного соединения пассивных элементов Таблица 4- Результаты измерений и вычислений
Модель для исследования смешанного соединения пассивных элементов электрической цепи в соответствии с п. 3.10 представлена на рис. 13. Здесь по сравнению с предыдущими пунктами лабораторной работы добавлены блоки для измерения мощности.
Рис. 13 -Модель для исследования смешанного соединения пассивных элементов электрической цепи Блоки Voltage Measurement, Current Measurement измеряют мгновенные значения напряжения и тока на входе цепи. Эти значения полаются на соответствующие входы блока Active and Reactive Power, который измеряет активную и реактивную мощности на входе цепи. В окне настройки этого блока (рис. 14) указывается только частота, на которой производится измерение. В полях дисплея вначале выводится значение активной мощности, а затем — значение реактивной мощности (рис. 13). Порядок выполнения лабораторной работы по этому пункту остается без изменения. Результаты измерения заносятся в таблицу 5.
Рис. 14 -Окно настройки блока измерения активной и реактивной мощности Таблица 5 – Результаты измерений
Проведение лабораторной работы по п. 3.8 осуществляется на модели, представленной на рис. 15. Параметры источников и элементов цепи задаются преподавателем. Поля Measurement RLC-блоков задаются таким образом, чтобы напряжения измерялись в ветвях 3, 4, 5, а токи измерялись во всех ветвях схемы. Это видно из окна настройки блока Multimeter (рис. 16). В окне блока Powergui (рис. 17) отражены все измеряемые величины. Первый закон Кирхгофа проверяется для узлов 1, 2, 3 (рис. 15), а второй — для контура: ЕЗ, Z3, ZА, Z5, Е5. Записываются мгновенные значения всех измеряемых величин.
Рис. 15 - Модель для проверки законов Кирхгофа
Рис. 16 - Окно настройки измерительного прибора Multimeter
Рис. 17 - Окно блока графического интерфейса блока Powergui Содержание отчета 6.1. Модели с характеристикой виртуальных измерительных приборов. 6.2. Расчетные формулы. 6.3. Заполненные таблицы. 6.4. Треугольники сопротивлений, проводимостей и мощностей для всех пунктов работы. 6.5. Векторные диаграммы для всех пунктов работы. 6.6. Выводы по работе.
|
) в поле Capacitance C(F) записать "inf" (от англ. infinite — бесконечность). Графическое изображение блока зависит от выбранных параметров. В частности, на рис. 8 показан случай чисто резистивной нагрузки, когда L = 0, С = inf. В поле Measurement выбираются величины, подлежащие измерению блоком Multimeter. В выпадающем меню этого поля (рис. 9) можно задать измерение только напряжения, только тока, напряжения и тока, а можно вообще отказаться от измерений.
