2.1.1. Принцип эквивалентности
2.1.1.1. К двум произвольно выбранным узлам подключите источник постоянного напряжения (группа Sources, семейство POWER_SOURCES, элемент DC_POWER). В рассматриваемом примере выбраны узлы 1 и 4. Присвойте источнику произвольные напряжение и обозначение.
.
Схема примет вид:
2.1.1.2. Подключите амперметр и вольтметр постоянного тока (из группы Indicators) для измерения тока и напряжения источника. В результате схема приобретает вид, показанный на рисунке 2.2.
2
.1.1.3.
Включите схему, нажав на кнопку Run
на панели инструментов (или нажать
клавишу F5.). Запишите
в протокол значения тока и напряжения.
Найдите эквивалентное сопротивление
цепи относительно узлов подключения
источника по закону Ома. Выключите
схему (Run или F5).
2.1.1.4. Сохраните файл в папке Student под именем, отличным от исходной схемы. Имя файла запишите в протокол.
Рис. 2.2. Схема эксперимента по определению эквивалентного сопротивления методом амперметра и вольтметра
2
.1.1.5.
Загрузите исходную схему (см. Приложение,
П.5). С панели приборов (Instruments)
возьмите мультиметр (Multimetr)
Раскройте обозначение двойным щелчком и нажмите на кнопку . (режим омметра)
Подключите мультиметр к тем же узлам, что и в п.2.1.1.1. Включите схему и запишите показания омметра в протокол. Сравните полученное значение эквивалентного сопротивления с результатом п.2.1.1.3.
2.1.1.6. Соберите схему, показанную ниже (можно в том же окне, где уже есть схема):
Задайте напряжение источника равным значению, установленному в п. 2.1.1.1. Установите сопротивление резистора равным найденному эквивалентному значению. Включите цепь, запишите показания приборов в протокол и сравните их с полученными ранее в п. 2.1.1.3 величинами. Сформулируйте принцип эквивалентности.
2.1.2. Принцип взаимности (обратимости)
2.1.2.1. Загрузите исходный схемный файл.
2.1.2.2. В произвольно выбранную ветвь включите последовательно с резистором источник напряжения, величину которого задайте также произвольно. В другую произвольно выбранную ветвь включите амперметр. Включите цепь и запишите в протокол показания приборов (с учетом знаков).
2.1.2.3. Поменяйте местами источник и амперметр (с сохранением полярности подключения). Включите цепь и запишите в протокол показания приборов (с учетом знаков).
2.1.2.4. Сравните результаты пп. 2.1.2.2 и 2.1.2.3 и сформулируйте принцип взаимности.
2.1.3. Теорема компенсации
2.1.3.1. Загрузите исходный схемный файл..
2.1.3.2. Включите несколько источников напряжения в различные ветви. Задайте произвольно их значения. Подключите вольтметр параллельно какому-нибудь резистору (R2 на рис. 2.3).
2.1.3.3. Поместите на рабочее поле мультиметр. Заземлите отрицательный зажим и двойным щелчком раскройте изображение мультиметра. Нажмите кнопки «V» и «» для включения режима измерения постоянного напряжения. В результате схема примет вид:
Рис. 2.3. Измерение компенсирующего напряжения
2.1.3.4. Включите цепь и в случае отрицательных показаний вольтметра поменяйте его полярность. Запишите в протокол измеренное напряжение и номера узлов, к которым подключены «+» и «–» вольтметра. На рисунке 2.3 «+» подключен к узлу 3, а «–» к узлу 2. Далее измерьте все узловые напряжения, подсоединяя положительный зажим мультиметра поочередно ко всем узлам. Полученные результаты занесите в протокол.
2.1.3.5. Отключите резистор, параллельно которому включен вольтметр, и вместо него включите компенсирующий источник напряжения. Полярность подключения источника должна быть такой же, как у вольтметра, то есть «+» источника должен соединяться с «+» вольтметра, а «–» источника с «–» вольтметра. Напряжение компенсирующего источника установите равным показанию вольтметра, полученному в предыдущем пункте. В результате схема примет вид (рис. 2.4):
Рис. 2.4. Схема эксперимента по проверке теоремы компенсации
2.1.3.6. Включите схему, снова измерьте все узловые напряжения и результаты запишите в протокол. Сравните их с данными, полученными ранее в п. 2.1.3.4. Сформулируйте теорему компенсации.