3. Работа с амперметром (Ampermetеr).

– условное графическое изображение амперметра на схеме.

Амперметр используется для измерения переменного и постоянного тока.

Выделенная толстой линией сторона прямоугольника, изображающего амперметр, соответствует отрицательной клемме.

Двойным щелчком мыши по изображению амперметра открывается диалоговое окно для изменения параметров амперметра:

– вида измеряемого тока;

– величины внутреннего сопротивления.

Диалоговое окно задания параметров амперметра приведено на рис. 4.41.

Рис. 4.41. Диалоговое окно задания параметров амперметра

Величина внутреннего сопротивления амперметра вводится с клавиатуры в строке Resistance, вид измеряемого тока (опция Mode) выбирается из списка.

При измерении переменного синусоидального тока (АС) амперметр будет показывать его действующее значение.

Задание 8: исследование частотных характеристик электрической цепи.

При исследовании частотных характеристик электрической цепи определяются ее амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) и фазочастотная характеристика (ФЧХ).

В программе EWB для получения АЧХ и ФЧХ можно воспользоваться специальным прибором Bode-Plotter (Боде-плоттер). Этот прибор находится в поле Instruments (инструменты) специальной панели (см. рис. 3.22).

Соберите схему исследуемой электрической цепи, представляющую собой последовательный колебательный контур, в соответствии с рис. 4.42. Исследуемый контур L1C1 подключен к источнику переменного напряжения Е1. Резистор R1 на схеме имеет вспомогательное значение: в его отсутствие исследуемый контур оказывается разомкнутым и программа не производит расчетов.

E1

1 V/50 Hz/0 Deg

L1

1 mH

С1

10 μF

R1

1 Ω

Рис. 4.42. Схема исследуемой цепи

Боде-плоттер выбирается по пиктограмме Bode-Plotter (Боде-плоттер) в поле Instruments (инструменты). При этом на рабочем поле появляется условное уменьшенное графическое изображение Боде-плоттера, которое подключается к исследуемой цепи. Вход Боде-плоттера при помощи клемм IN (вход) на условном графическом изображении прибора надо соединить со входом исследуемого контура, а его выход при помощи клемм OUT (выход) – с выходом исследуемого контура (со вспомогательным измерительным резистором R1, вносящим небольшие потери). Левые клеммы подключаются, соответственно, к входу и выходу исследуемого контура, а правые – к общей шине (заземляются). Следует еще раз обратить внимание на то, что к входу исследуемого контура необходимо подключить функциональный генератор или другой источник переменного напряжения (в нашем случае Е1), при этом настройки они не требуют, так как плоттер игнорирует их сигналы, генерируя собственный спектр частот.

Для получения частотных характеристик после сборки схемы необходимо вызвать на рабочее поле изображение лицевой панели плоттера, дважды щелкнув ЛКМ по условному уменьшенному графическому изображению прибора. Внешний вид лицевой панели плоттера в режиме измерения АЧХ (нажата мнемокнопка Magnitude) представлен на рис. 4.43, а, а в режиме измерения ФЧХ (нажата мнемокнопка Phase) представлен на рис. 4.43, б.

а

б

Рис. 4.43. Лицевая панель Боде-плоттера: а) в режиме измерения АЧХ;

б) в режиме измерения ФЧХ

По умолчанию в появившемся полном изображении лицевой панели прибора (см. рис. 4.43, а) мнемокнопки Magnitude (амплитуда) и Log (логарифмический масштаб) находятся в «утопленном» положении, и для наблюдения АЧХ надо в вертикальной Vertical и горизонтальной Horizontal развертках произвести установки диапазонов моделирования по амплитуде и частоте. Установка диапазонов моделирования заключается в выборе пределов измерений коэффициента передачи и вариации частоты с помощью кнопок F – начальное значение и I – конечное значение. После этого необходимо включить моделирование клавишей Activate simulation (включатель моделирования) рабочего окна программы EWB.

Далее для наблюдения ФЧХ надо «утопить» кнопку Phase (фаза) и аналогично предыдущему установить начальное F и конечное I значения фазы, а затем включить моделирование. В результате на экране виртуального схемного прибора получаем вначале АЧХ (рис. 4.43, а), а затем ФЧХ (рис. 4.43, б). Для проведения количественных измерений на этих графиках можно воспользоваться вертикальной визирной линией, перемещаемой из левой части экрана указателем мыши или мнемокнопками с изображением стрелок , , находящимися на лицевой панели виртуального схемного Боде-плоттера. Соответствующие отсчеты (значения частоты, коэффициента передачи и фазы) в цифровой форме для точки пересечения визира с линией графика индицируются в окошках в правом нижнем углу лицевой панели прибора (см. рис. 4.43).

Программа EWB позволяет получить частотные характеристики (АЧХ и ФЧХ) сведенными на один экран. Для этого после установки диапазонов измерений коэффициента передачи, фазы и вариации частоты и проведения моделирования надо щелкнуть ЛКМ по пиктограмме Display Graphs (график на дисплее), расположенной на стандартной панели инструментов. В результате появляется окно Analysis Graphs (графики анализа), содержащее графики резонансной АЧХ (рис. 4.44), где Gain – коэффициент передачи, выраженный в децибеллах (dB), и ФЧХ, где Phase – фазовый угол, выраженный в градусах (Degrees), где Frequency – частота, выражена в герцах (Hz).

Рис. 4.44. Графики анализа АЧХ и ФЧХ на дисплее

В верхней части окна Analysis Graphs (графики анализа) имеется набор инструментов для редактирования полученных графиков.

Как показала практика применения программы EWB, некоторые неудобства вызывают отличные от принятых в отечественной электротехнике условные обозначения ряда элементов: сопротивлений, источников напряжения и тока и др. Однако несмотря на эти недочеты программы EWB экономия времени, материально-технических ресурсов, удобство для пользователя, наглядность представления информации и прочее предопределяют ее широкое распространение при изучении курса «Теоретические основы электротехники».