Лабораторная работа 7 Моделирование цепей синусоидального тока при помощи системы microcap. Моделирование резонансного режима.
Рассмотрим последовательность операций при выполнении расчета схем синусоидального тока при помощи программы MICROCAP, причем задание на моделирование составляется в текстовом формате и при помощи графического интерфейса компьютерной системы mc.
1. Открываем программу MICROCAP, чтоб создать новый проект, выбираем меню файл/создать, в открывшемся диалоговом окне предлагается выбрать один из семи пунктов (рис. 7.1)
Рис. 7.1
1).схемный файл
2).схемный файл с макросами
3).Текстовый файл
4).Текстовый файл с расширением, совместимым с программой моделирования spase.
5).Библиотечные файлы
6).Общая модель
Пример расчета:
Построим схему (рис. 7.2)
Рис. 7.2
Источник синусоидального напряжения выбираем из списка на рисунке, параметры источника представлены на рис. 7.3.
Рис 7.3
Задание на текстовое моделирование в формате spase представлено на рис. 7.4
Рис. 7.4
Результаты моделирования переходных процессов показаны на графике рис 7.5
Рис. 7.5
На нижнем графике зависимость тока от времени на интервале пяти периодов, на верхнем – функции напряжения от времени на резистивном элементе и на выходе, между узлами 0 и 1.
По нижнему графику определяем максимальную амплитуду тока, она равна 9,971А. По верхнему – угол сдвига фаз между направлением на входе схемы и напряжением на резистивном элементе. Начальная фаза напряжения на резистивном элементе в противофазе с начальной фазой тока. При начальной фазе источника ЭДС, равной нулю, угол сдвига между UR(t) и U10(t) будет равен начальной фазе тока. Угол сдвига фаз между напряжениями определяем, измеряя расстояние между максимальными амплитудами напряжений на последнем периоде, для этого на графике размещаем два вертикальных курсора рис 7.6.
Рис. 7.6
Начальная фаза тока из графиков рассчитывается просто:
(95,034-87,795)*2π=45.46°
Проверочный аналитический расчет дает:
То есть мы получили аналитически примерно тоже значение что и в модели – амплитуда тока=10А, фаза 45°
Ход выполнения работы:
По заданному варианту построить модель схемы, вычислить аналитически и по графику
1. амплитуду тока
2. фазу тока
3. условия резонанса
Варианты заданий:
Номер варианта |
1 |
2 |
3 |
4 |
Номер рисунка |
2-1 |
2-2 |
2-3 |
2-4 |
L1, МГн |
21,2 |
16,6 |
21,2 |
18,6 |
L2,МГн |
63,8 |
21,2 |
24,8 |
40 |
L3,МГн |
31,8 |
40 |
28 |
36 |
C1, мкФ |
80 |
60 |
40 |
32 |
C2, мкФ |
86 |
98 |
120 |
94 |
C3, мкФ |
80,3 |
94,6 |
108 |
123 |
R1, Ом |
20 |
25 |
28 |
32 |
R2, Ом |
28 |
26 |
65 |
45 |
R3, Ом |
29 |
38 |
62 |
70 |
R4, Ом |
60 |
45 |
38 |
48 |
F, Гц |
50 |
60 |
65 |
70 |
e1, B |
100·sin(ωt+60°) |
150·sin (ωt-60°) |
80·sinωt |
120·sin (ωt-20°) |
e2, B |
60·sinωt |
80·sin(ωt+60°) |
120·sin(ωt+90°) |
140·sin (ωt-45°) |
e3, B |
80·sin (ωt-120°) |
120·sin (ωt-60°) |
90·sin (ωt+60°)
|
130·sin (ωt- 45°) |
Номер варианта |
5 |
6 |
7 |
8 |
Номер рисунка |
2-5 |
2-6 |
2-7 |
2-8 |
L1, МГн |
16,4 |
60 |
47,8 |
34,7 |
L2,МГн |
35,5 |
16 |
21,2 |
20,8 |
L3,МГн |
47,8 |
24,2 |
24,8 |
36 |
C1, мкФ |
86 |
70 |
45 |
38 |
C2, мкФ |
86 |
46 |
66 |
48 |
C3, мкФ |
98 |
69 |
88 |
92 |
R1, Ом |
43 |
52 |
61 |
70 |
R2, Ом |
52 |
58 |
41 |
36 |
R3, Ом |
35 |
60 |
40 |
45 |
R4, Ом |
52 |
64 |
47 |
31 |
F, Гц |
50 |
80 |
60 |
70 |
e1, B |
90·sin (ωt-90°) |
60·sin (ωt-45°) |
120·sin (ωt+120°) |
70·sin (ωt-80°) |
e2, B |
85·sin (ωt+30°) |
141·sin (ωt-180°) |
169·sin (ωt-60° |
130·sin (ωt-80°) |
e3, B |
121·sin (ωt-30°) |
141·sin(ωt-120°) |
86·sin (ωt+20°)
|
180·sin (ωt-70°) |
Номер варианта |
9 |
10 |
11 |
12 |
Номер рисунка |
2-1 |
2-2 |
2-3 |
2-4 |
L1, МГн |
60 |
47,8 |
21,2 |
34,7 |
L2,МГн |
21,2 |
24,8 |
28 |
24,8 |
L3,МГн |
47,8 |
31,8 |
86 |
60 |
C1, мкФ |
40 |
32 |
46 |
66 |
C2, мкФ |
98 |
86 |
80,3 |
98 |
C3, мкФ |
94,6 |
108 |
61 |
32 |
R1, Ом |
20 |
25 |
58 |
52 |
R2, Ом |
41 |
28 |
12 |
60 |
R3, Ом |
29 |
62 |
70 |
64 |
R4, Ом |
60 |
38 |
52 |
50 |
F, Гц |
60 |
70 |
65 |
13 |
e1, B |
150·sin (ωt-60°) |
120·sin (ωt+120°) |
100·sin (ωt+60°) |
60·sin (ωt-45°) |
e2, B |
120·sin (ωt+90°) |
60·sinωt |
140·sin (ωt-45°) |
80·sin (ωt+60°) |
e3, B |
80·sin (ωt-120°) |
130·sin (ωt- 45°) |
120·sin (ωt-60°) |
85·sin (ωt+30°) |
Номер варианта |
13 |
14 |
15 |
16 |
Номер рисунка |
2-5 |
2-6 |
2-7 |
2-8 |
L1, МГн |
21,2 |
16,4 |
18,6 |
60 |
L2,МГн |
40 |
20,8 |
63,8 |
35,5 |
L3,МГн |
40 |
47,8 |
36 |
31,8 |
C1, мкФ |
80 |
70 |
86 |
45 |
C2, мкФ |
94 |
98 |
120 |
48 |
C3, мкФ |
123 |
108 |
92 |
98 |
R1, Ом |
70 |
52 |
28 |
43 |
R2, Ом |
45 |
41 |
28 |
26 |
R3, Ом |
40 |
35 |
45 |
40 |
R4, Ом |
45 |
31 |
48 |
47 |
F, Гц |
50 |
80 |
60 |
65 |
e1, B |
80·sinωt |
100·sin (ωt+60°) |
70·sin (ωt-80°) |
120·sin (ωt-20°) |
e2, B |
85·sin (ωt+30°) |
120·sin (ωt+90°) |
60·sinωt |
80·sin (ωt+60°) |
e3, B |
121·sin (ωt-30°)
|
90·sin (ωt+60°) |
130·sin (ωt- 45°) |
80·sin (ωt-120°) |
Номер варианта |
17 |
19 |
21 |
Номер рисунка |
2-1 |
2-3 |
2-5 |
L1, МГн |
34,7 |
21,2 |
16,4 |
L2,МГн |
21,2 |
21,2 |
24,8 |
L3,МГн |
36 |
24,2 |
40 |
C1, мкФ |
40 |
32 |
45 |
C2, мкФ |
86 |
66 |
94 |
C3, мкФ |
69 |
88 |
92 |
R1, Ом |
52 |
25 |
61 |
R2, Ом |
65 |
52 |
41 |
R3, Ом |
38 |
70 |
60 |
R4, Ом |
60 |
52 |
45 |
F, Гц |
70 |
80 |
65 |
e1, B |
90·sin (ωt-90°) |
150·sin (ωt-60°) |
60·sin (ωt-45°) |
e2, B |
140·sin (ωt-45°) |
60·sinωt |
80·sin (ωt+60°) |
e3, B |
120·sin (ωt-60°) |
121·sin (ωt-30°) |
90·sin (ωt+60°) |
Номер варианта |
18 |
20 |
22 |
Номер рисунка |
2-2 |
2-4 |
2-6 |
L1, МГн |
16,4 |
60 |
34,7 |
L2,МГн |
16 |
40 |
63,8 |
L3,МГн |
47,8 |
28 |
36 |
C1, мкФ |
60 |
80 |
70 |
C2, мкФ |
120 |
46 |
86 |
C3, мкФ |
94,6 |
80,3 |
123 |
R1, Ом |
20 |
70 |
25 |
R2, Ом |
45 |
58 |
36 |
R3, Ом |
29 |
62 |
38 |
R4, Ом |
47 |
38 |
64 |
F, Гц |
80 |
50 |
65 |
e1, B |
70·sin (ωt-80°) |
120·sin (ωt+120°) |
100·sin (ωt+60°) |
e2, B |
141·sin (ωt-180°) |
120·sin (ωt+90°) |
85·sin (ωt+30°) |
e3, B |
86·sin (ωt+20°) |
85·sin (ωt+30°) |
120·sin (ωt-60°) |
Номер варианта |
23 |
25 |
27 |
Номер рисунка |
2-7 |
2-1 |
2-3 |
L1, МГн |
21,2 |
18,6 |
16,4 |
L2,МГн |
16 |
35,5 |
40 |
L3,МГн |
31,8 |
40 |
24,2 |
C1, мкФ |
38 |
40 |
32 |
C2, мкФ |
120 |
46 |
48 |
C3, мкФ |
80,3 |
94,6 |
88 |
R1, Ом |
28 |
52 |
43 |
R2, Ом |
58 |
52 |
45 |
R3, Ом |
29 |
62 |
60 |
R4, Ом |
52 |
48 |
64 |
F, Гц |
50 |
60 |
70 |
e1, B |
70·sin (ωt-80°) |
120·sin (ωt+120°) |
90·sin (ωt-90°) |
e2, B |
60·sinωt |
80·sin (ωt+60°) |
140·sinωt-45°) |
e3, B |
80·sin (ωt-120°) |
130·sin (ωt- 45°) |
90·sin (ωt+60°) |
Номер варианта |
24 |
26 |
28 |
Номер рисунка |
2-8 |
2-2 |
2-4 |
L1, МГн |
47,8 |
60 |
18,6 |
L2,МГн |
21,2 |
20,8 |
35,5 |
L3,МГн |
24,8 |
47,8 |
28 |
C1, мкФ |
80 |
60 |
86 |
C2, мкФ |
48 |
86 |
66 |
C3, мкФ |
108 |
98 |
69 |
R1, Ом |
70 |
32 |
20 |
R2, Ом |
28 |
36 |
41 |
R3, Ом |
35 |
40 |
45 |
R4, Ом |
60 |
31 |
38 |
F, Гц |
80 |
50 |
70 |
e1, B |
80·sinωt |
120·sin (ωt-20°) |
150·sin (ωt-60°) |
e2, B |
169·sin (ωt-60°) |
60·sinωt |
85·sin (ωt+30°) |
e3, B |
180·sin (ωt-70°) |
85·sin (ωt+30°) |
86·sin (ωt+20°) |
Номер варианта |
29 |
31 |
33 |
Номер рисунка |
2-5 |
2-7 |
2-1 |
L1, МГн |
34,7 |
21,2 |
18,6 |
L2,МГн |
63,8 |
16 |
24,8 |
L3,МГн |
40 |
31,8 |
36 |
C1, мкФ |
38 |
45 |
40 |
C2, мкФ |
86 |
98 |
46 |
C3, мкФ |
92 |
88 |
80,3 |
R1, Ом |
25 |
61 |
52 |
R2, Ом |
26 |
41 |
52 |
R3, Ом |
29 |
70 |
62 |
R4, Ом |
47 |
47 |
60 |
F, Гц |
80 |
60 |
50 |
e1, B |
70·sin (ωt-80°) |
60·sin (ωt-45°) |
120·sin (ωt-20°) |
e2, B |
120·sin (ωt+90°) |
80·sin (ωt+60°) |
60·sinωt |
e3, B |
121·sin (ωt-30°) |
120·sin (ωt-60°) |
130·sin (ωt- 45°) |
Номер варианта |
30 |
32 |
34 |
Номер рисунка |
2-6 |
2-8 |
2-2 |
L1, МГн |
47,8 |
16,4 |
21,2 |
L2,МГн |
21,2 |
20,8 |
63,8 |
L3,МГн |
36 |
24,8 |
24,2 |
C1, мкФ |
70 |
70 |
80 |
C2, мкФ |
120 |
94 |
120 |
C3, мкФ |
98 |
123 |
108 |
R1, Ом |
52 |
43 |
28 |
R2, Ом |
58 |
45 |
36 |
R3, Ом |
45 |
35 |
38 |
R4, Ом |
48 |
45 |
31 |
F, Гц |
50 |
65 |
50 |
e1, B |
80·sinωt |
120·sin (ωt+120°) |
90·sin (ωt-90°) |
e2, B |
141·sin (ωt-180°) |
85·sin (ωt+30°) |
120·sin (ωt+90°) |
e3, B |
80·sin (ωt-120°) |
180·sin (ωt-70°) |
90·sin (ωt+60°) |
Номер варианта |
35 |
37 |
39 |
Номер рисунка |
2-3 |
2-5 |
2-7 |
L1, МГн |
60 |
34,7 |
21,2 |
L2,МГн |
35,5 |
21,2 |
21,2 |
L3,МГн |
31,8 |
40 |
36 |
C1, мкФ |
60 |
32 |
86 |
C2, мкФ |
48 |
98 |
86 |
C3, мкФ |
92 |
94,6 |
123 |
R1, Ом |
32 |
52 |
61 |
R2, Ом |
28 |
45 |
52 |
R3, Ом |
60 |
45 |
29 |
R4, Ом |
52 |
52 |
38 |
F, Гц |
70 |
65 |
80 |
e1, B |
150·sin (ωt-60°) |
90·sin (ωt-90°) |
80·sin ωt |
e2, B |
80·sin (ωt+60°) |
140·sin (ωt-45°) |
120·sin (ωt+90°) |
e3, B |
80·sin (ωt-120°) |
90·sin (ωt+60°) |
120·sin (ωt-60°) |
Номер варианта |
36 |
38 |
40 |
Номер рисунка |
2-4 |
2-6 |
2-8 |
L1, МГн |
47,8 |
47,8 |
18,6 |
L2,МГн |
20,8 |
63,8 |
16 |
L3,МГн |
24,8 |
24,2 |
28 |
C1, мкФ |
86 |
80 |
40 |
C2, мкФ |
94 |
66 |
120 |
C3, мкФ |
69 |
69 |
92 |
R1, Ом |
70 |
43 |
20 |
R2, Ом |
58 |
41 |
28 |
R3, Ом |
35 |
40 |
45 |
R4, Ом |
64 |
45 |
48 |
F, Гц |
60 |
70 |
50 |
e1, B |
120·sin (ωt-20°) |
100·sin (ωt+60°) |
150·sin (ωt-60°) |
e2, B |
169·sin (ωt-60°) |
141·sin (ωt-180°) |
169·sin (ωt-60°) |
e3, B |
85·sin (ωt+30°) |
86·sin (ωt+20°) |
80·sin (ωt-120°) |
Номер варианта |
41 |
43 |
45 |
Номер рисунка |
2-1 |
2-3 |
2-5 |
L1, МГн |
60 |
34,7 |
16,4 |
L2,МГн |
63,8 |
24,8 |
20,8 |
L3,МГн |
31,8 |
24,2 |
31,8 |
C1, мкФ |
32 |
70 |
32 |
C2, мкФ |
98 |
94 |
120 |
C3, мкФ |
98 |
94,6 |
69 |
R1, Ом |
25 |
32 |
52 |
R2, Ом |
36 |
26 |
58 |
R3, Ом |
35 |
40 |
70 |
R4, Ом |
60 |
38 |
52 |
F, Гц |
60 |
60 |
50 |
e1, B |
120·sin (ωt+120°) |
70·sin (ωt-80°) |
70·sin (ωt-80°) |
e2, B |
85·sin (ωt+30°) |
80·sin (ωt+60°) |
85·sin (ωt+30°) |
e3, B |
85·sin (ωt+30°) |
180·sin (ωt-70°) |
130·sin (ωt- 45°) |
Номер варианта |
42 |
44 |
46 |
Номер рисунка |
2-2 |
2-4 |
2-6 |
L1, МГн |
21,2 |
47,8 |
21,2 |
L2,МГн |
40 |
21,2 |
35,5 |
L3,МГн |
47,8 |
24,8 |
36 |
C1, мкФ |
60 |
86 |
40 |
C2, мкФ |
66 |
86 |
46 |
C3, мкФ |
88 |
80,3 |
98 |
R1, Ом |
28 |
43 |
61 |
R2, Ом |
45 |
52 |
28 |
R3, Ом |
38 |
60 |
70 |
R4, Ом |
45 |
48 |
64 |
F, Гц |
65 |
80 |
70 |
e1, B |
100·sin (ωt+60°) |
60·sin (ωt-45°) |
80·sin ωt |
e2, B |
140·sin (ωt-45°) |
120·sin (ωt+90°) |
120·sin (ωt+90°) |
e3, B |
130·sin (ωt- 45°) |
121·sin (ωt-30°) |
85·sin (ωt+30°) |
с