Файл: Общая электротехника и электроника учебнометодический комплекс.doc

4. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
1. Схемы установок для исследования переходных процессов.

2. Перечень измерительных приборов и их краткие характеристики.

3. Таблицы опытных данных и расчетов по формам 7.1, 7.2, 7.3.

4. Осциллограммы переходных процессов и теоретические кривые этих процессов.

5. Выводы.
5. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1. Изменится ли ток в цепи RL скачком при включении ее на постоянное напряжение? А напряжение на индуктивности?

2. Изменится ли ток в цепи RC скачком при отключении ее от постоянного напряжения? А напряжение на емкости?

3. Сформулируйте первый и второй законы коммутации.

4. Как изменится постоянная времени цепи RL, если увеличить в два раза прикладываемое к цепи напряжение?

5. Как изменится постоянная времени цепи RL, если индуктивность цепи увеличить в два раза?

6. Как изменится постоянная времени цепи RС, если сопротивление цепи уменьшить в два раза?

7. Цепь RL включается под действие постоянного напряжения U. Какова величина установившегося тока в цепи после завершения переходного процесса?

8. Цепь RL включается под действие постоянного напряжения U. Каковы значения тока в цепи и напряжения на индуктивности в первый момент после коммутации?

9. Цепь RC отключается от действия постоянного напряжения U и тут же замыкается накоротко. Каковы значения напряжения на емкости и тока цепи в первый момент после коммутации?

10. Цепь RС включается под действие постоянного напряжения U. Какова величина установившегося напряжения на емкости после завершения переходного процесса?

Л и т е р а т у р а: [4], c. 187...201.
Работа 8. ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ЦЕПИ С ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ СОЕДИНЕНИЕМ АКТИВНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ, КАТУШКИ ИНДУКТИВНОСТИ И КОНДЕНСАТОРА
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Приобретение навыков расчета и экспериментального исследования

переходных процессов в цепи, содержащей соединенные последовательно

сопротивление, катушку индуктивности и конденсатор.
2. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Этот раздел смотри в описании к физической лабораторной работе 8.

3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. «Собрать» цепь (рис. 8.1) с последовательным соединением сопротивления

---

R, катушки индуктивности L и емкости C . Подключить цепь к генератору прямоугольного напряжения, установить параметры L, C, а также частоту f прямоугольного напряжения генератора в соответствии с табл. 8.1 для одного из приведенных там вариантов по указанию преподавателя и записать эти величины в табл. по форме 8.1.
Таблица 8.1

№ варианта	Параметры цепи
	f, Гц	L, мГн	С, мкФ	R1, Ом	R2, Ом
1	100	45	0,9	800	5
2	100	50	0,9	800	4
3	100	55	0,9	800	3
4	100	45	1	900	5
5	100	50	1	900	4
6	100	55	1	900	3
7	100	45	1,1	950	5
8	100	50	1,1	950	4

Рис. 8.1


Форма 8.1

№ п.п.	f, Гц	L, мГн	С, мкФ	R, Ом	Характер процесса	№ осциллограммы

2. Установить сопротивление

---

R = R₁ по табл. 8.1 и записать в табл. по форме 8.1. Определить характер (апериодический и колебательный) переходного процесса в этом случае. Отметим, что при апериодическом режиме, , а при колебательном режиме . Результат зафиксировать в табл. по форме 8.1.

3. Включить генератор. Скопировать осциллограмму переходного процесса с монитора компьютера для последующего внесения ее в отчет. Убедиться в том, что характер переходного процесса соответствует расчету.

4. Установить сопротивление R= R₂ по табл. 8.1. Определить характер переходного процесса. Параметры цепи и результат анализа занести в табл. по форме 8.1. Включить генератор. Скопировать осциллограмму переходного процесса с монитора компьютера для последующего внесения ее в отчет. Убедиться в том, что характер переходного процесса соответствует расчету.

5. По осциллограмме колебательного переходного процесса определить

период колебаний T', используя методику, изложенную в физической лабораторной работе 8. Занести значения T' в табл. по форме 8.1. По осциллограмме в миллиметрах измерить максимальные положительные значения тока i* (t₁) и i* (t₁ +T'). Вычислить декремент затухания Δ формуле

.

Затем вычислить логарифмический декремент колебаний ln равный

.

6. Рассчитать индуктивность L и сопротивление R по формулам

и .

Результаты расчетов занести в табл. по форме 8.2.

Форма 8.2

i* (t1) мм	i* (t1 +T') мм		Δ		ln	L, мГн		R, Ом

---

Сопоставить расчетные значения индуктивности L и сопротивления R (табл. по форме 8.1) с заданным параметрами L и R этой индуктивности. Результаты внести в табл. по форме 8.3.

Форма 8.3

	L, мГн	С, мкФ	R, Ом
Эксперимент
Расчет по формулам

4. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
1. Схема экспериментальной установки.

2. Перечень измерительных приборов и их характеристики.

3. Таблицы опытных данных по формам 8.1, 8.2, 8.3.

4. Осциллограммы переходных процессов.

5. Выводы.
5. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1. Каким образом осуществляется обмен энергией в цепи R, L, C при апериодическом переходном процессе?

2. Каким образом осуществляется обмен энергией в цепи R, L, C при колебательном переходном процессе?

3. Каким образом характер переходного процесса зависит от параметров

R, L, C?

4. Как связана частота собственных колебаний  в переходном процессе цепи R, L, C с параметрами этой цепи?

5. Каким образом можно экспериментально определить параметры R и L

катушки индуктивности, используя осциллограмму переходного процесса?

Л и т е р а т у р а: [4], c. 209...228.
Методика применения программы Multisim для выполнения

лабораторных работ
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Программа Multisim позволяет провести лабораторные работы без сборки реальных схем за счет компьютерного (математического) моделирования процессов, проис­ходящих в схемах.

Представленная программа располагает широким набором виртуальных элементов электрических цепей, представленных в виде условных обозначений (пиктограмм), которые обладают основными свойствами реальных физических элементов: источников постоянного и переменного напряжения и тока, резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности, измерительных приборов и т. д.

Поэтому представленные лабораторные работы можно выполнить как на физическом стенде, так и в виртуальном исполнении на компьютере при этом все методические указания для выполнения лабораторных работ практически полностью подходят для обоих указанных методов.

---

Следует отметить, что программа Multisim выбрана авторами, как отличающаяся от других программ, преследующих те же цели, простым и легко осваиваемым пользовательским интерфейсом. В распоряжении авторов имеется лицензионная усовершенствованная (десятая) версия программы Multisim 10. Поэтому в дальнейшем описание процесса моделирования представлено этой версией. Программа Multisim обладает преемственностью, т. е. все схемы созданные в ранних версиях могут быть промоделированы в версии Multisim 10.
1. Назначение и состав программы Multisim
Программа Multisim представляет собой компьютерное средство для схемотехнического моделирования и анализа электротехнических и электронных устройств и установок.

Программа Multisim 10 содержит в своем составе практически все известные элементы современных электрических цепей: источники неизменного и регулируемого постоянного и переменного напряжения и тока, резистивные индуктивные и емкостные элементы, трансформаторы, электрические машины, всевозможные электронные элементы, а также информационно-измерительную технику: амперметры, вольтметры, ваттметры, мультиметры, генераторы, осциллографы и т. д.

Правила сборки виртуальных электрических цепей, измерения и другие исследования выполняются по тем же правилам, что и для реальной цепи. Число и вид электрических схем самого разного назначения, которые можно собрать и исследовать, не ограничено.

Программа Multisim 10 является, в сущности, превосходной виртуальной лабораторией, помещенной в компьютер.
2. Открытие программы, ее составляющие и сборка схемы
Для обращения к программе Multisim необходимо создать ярлык на рабочем столе и им пользоваться для обращения к программе.

После запуска на экране появляется графическая оболочка интерфейса программы (рис. 1), посредст­вом которой и осуществляется компьютерное моделирование поставленных задач.

Экран дисплея делится на четыре злны (см. рис. 1)

Зона в верхней части экрана (1) – командное меню, содержащее команды, возможных действий программы.

3она в правой части экрана (2) – меню условных обозначений оборудования. Она содержит условные графические обозначения оборудования, которые могут быть использованы для компьютерного моделирования процессов.

Зона в верхней части экрана (3) меню условных обозначений элементов. Она содержит

---