1.2. Измерение мгновенных значений тока с помощью осциллографа

Измерение мгновенных значений тока с помощью осциллографа связано с преобразо­ванием тока в пропорциональный ему потенциал и измерением этого потенциала по при­веденным выше методикам.

Простейший способ преобразования тока в потенциал заключается во включении в цепь измеряемого тока резистора с небольшим сопротивлением, как это делается в реаль­ных схемах. Один из выводов резистора должен быть заземлен и измеряется потенциал другого вывода, который в данном случае пропорционален току.

На рис. 10 показана схема для измерения тока в RC-цепи при питании от источника гармонического напряжения и приведены соответствующие осциллограммы. Именно та­кой метод наиболее распространен в лабораторной практике и его необходимо освоить в первую очередь, научившись оценивать степень искажения исследуемого процесса включением дополнительного элемента (шунта) и способам включения шунта и подсоединения его к осциллографу. Чем меньше сопротивление шунта, тем меньше его влияние на процессы в схеме, но тем меньше и снимаемый с него сигнал. Чтобы усилить, его можно подключить между шунтом и ос­циллографом усилитель. Идеальным является случай, когда сопротивление шунта стремится к нулю. Такой способ измерения можно реализовать в Electronics Workbench, включив последова­тельно в измеряемую цепь вход источника напряжения, управляемого током, заземлив один из его выходов, а второй подключив к осциллографу (рис. 11). Напряжение, измеряемое в этом случае осциллографом, вычисляется по формуле : U_ОСЦ = I_ИЗМ ∙ К_П.

U _осц - сигнал на входе осциллографа,

I_ИЗМ - мгновенное значение измеряемого тока,

К_п - коэффициент передачи источника.

Поскольку входное сопротивление зави­симого идеального источника равно нулю, включение его в ветвь не влияет на процес­сы в схеме, а коэффициент передачи позво­ляет выбрать удобный для наблюдения мас­штаб сигнала, если для этого не хватает возможностей, заложенных в осциллографе

1.3. Измерение мгновенных значений мощности

Мгновенная мощность любого двухполюсника является произведением мгновен­ных значений тока и напряжения. В Electronics Workbench имеется специальный компонент — умножитель, позволяющий получить на выходе сигнал, равный произ­ведению двух входных напряжений. Подав на входы этого компонента напряжения, пропорциональные току и напряжению (рис. 12), а его выход подключить к осцилло­графу, можно получить осциллограмму мгновенной мощности.

1.4. Измерение мгновенных значений энергии, запасенной в конденсаторе и катушке индуктивности

Наличие в Electronics Workbench умножителя позволяет получить на выходе сигнал, пропор­циональный энергии, запасенной в конденсаторе при подключении к нему обоих входов умножи­теля. Если при этом коэффициент передачи умножителя выбран равным половине емкости кон­денсатора, то напряжение на его выходе в каждый момент будет численно равно запасенной в конденсаторе энергии.

Аналогично, если на оба входа умножителя подключить сигнал, численно равный току через индуктивность, а коэффициент передачи умножителя выбрать равным половине ин­дуктивности катушки, то сигнал на выходе будет численно равен энергии, запасенной в катушке.

На рис. 13 приведена схема включения, в которой измеряются мгновенные значения энергии в накопителях обоих типов.