- •Содержание
- •Введение
- •Основные операции при работе с программой Микрокап, необходимые для выполнения работ по курсу тоэ
- •1. Запуск программы
- •2. Сборка модели
- •2.3. Выбор приёмников
- •3. Копирование модели в отчёт
- •4. Исследование цепей постоянного тока в установившемся режиме
- •4А. Исследование цепей постоянного тока в установившемся режиме при переменном параметре нагрузки
- •5. Исследование цепей переменного тока в установившемся режиме
- •6. Исследование цепей постоянного тока в переходном режиме
- •6.3. Корректировка графика.
- •6.4. Вывод графиков разноимённых величин.
- •7. Исследование частотных характеристик цепи
- •Лабораторная работа № 1 Исследование линейных цепей постоянного тока
- •1. Основы теории
- •2 . Виртуальные исследования
- •2.1. Проверка принципа взаимности
- •2.2. Проверка принципа наложения
- •2.3. Исследование составного источника энергии
- •2.4. Проверка метода эквивалентного генератора
- •3. Обработка данных
- •Лабораторная работа № 2 Исследование линейных цепей переменного тока
- •1. Основы теории
- •2. Виртуальные исследования
- •2.1. Исследование электрической цепи с последовательным соединением rlc элементов
- •2.2. Исследование электрической цепи с параллельным соединением rlc элементов
- •2.3. Исследование смешанного соединения r, l, c элементов
- •3. Обработка данных
- •Лабораторная работа 3 Исследование индуктивно связанных цепей
- •1. Основы теории
- •2. Виртуальные исследования
- •2.1. Исследование электрической цепи с параллельным согласным включением индуктивностей
- •3. Обработка данных
- •Лабораторная работа № 4 Исследование трехфазных цепей собранных в звезду
- •1. Основы теории
- •2. Исследование цепи звезда – звезда с нейтральным проводом
- •3. Исследование цепи звезда – звезда без нейтрального провода
- •4. Обработка данных
- •Лабораторная работа № 5 Исследование трехфазных цепей, собранных в треугольник
- •1. Основы теории
- •2. Виртуальные исследования
- •3. Обработка данных
- •Лабораторная работа № 6 Исследование четырехполюсника
- •1. Основы теории
- •2. Виртуальные исследования
- •3. Обработка данных
- •Лабораторная работа № 7 Исследование частотных свойств последовательного контура
- •1. Основы теории
- •2. Виртуальные исследования
- •2.1. Предварительные расчёты
- •2.2. Исследование частотных характеристик контура
- •2.3. Определение параметров цепи в установившемся режиме
- •3. Аналитические исследования
- •Лабораторная работа № 8 Исследование частотных свойств параллельного контура
- •1. Основы теории
- •2. Виртуальные исследования
- •2.1. Предварительные расчёты
- •2.2. Исследование частотных характеристик контура
- •2.3. Определение параметров цепи в установившемся режиме
- •3. Аналитические исследования
- •Лабораторная работа № 9 Исследование частотных свойств индуктивно – связанных цепей
- •1. Основы теории
- •2. Виртуальные исследования
- •2.1. Предварительные расчёты
- •2.2. Исследование частотных характеристик контура
- •3. Аналитические исследования
- •Лабораторная работа № 10 Исследование переходных процессов в электрических цепях
- •1. Основы теории
- •2. Виртуальные исследования
- •2.1. Исследование процесса включения индуктивной цепи
- •2.2. Исследование процесса отключения индуктивной цепи
- •2.3. Исследование процесса включения ёмкостной цепи
- •2.4. Исследование процесса разряда ёмкостной цепи
- •2.5. Исследование процесса включения цепи
- •2.6. Исследование процесса разряда цепи
- •2.7. Исследование rlc цепи с тремя накопителями энергии
- •3. Обработка данных
- •Лабораторная работа №11 Исследование дифференцирующих четырёхполюсников
- •1. Основы теории
- •2. Виртуальные исследования
- •2.1. Предварительный расчёт
- •2.2. Исследование цепи при прямоугольном импульсном воздействии
- •Лабораторная работа №12 Исследование интегрирующих четырёхполюсников
- •1. Основы теории
- •2. Виртуальные исследования
- •2.1. Предварительный расчёт
- •2.2. Исследование цепи при прямоугольном импульсном воздействии
- •Лабораторная работа №13 Исследование цепей при периодических несинусоидальных воздействиях
- •1. Основы теории
- •2. Виртуальные исследования
- •2.1. Предварительный расчёт
- •2.2. Виртуальное исследование цепи при заданной форме импульса
- •2.3. Исследование цепи при иной форме импульса
- •3. Аналитические исследования
Федеральное агентство по образованию
Псковский государственный политехнический институт
Фёдоров В.Н.
Компьютерный практикум по теории цепей
(часть 1)
Методические указания к выполнению лабораторных работ
по курсу «Теоретические основы электротехники»
Псков
2007
Рекомендовано к изданию Научно – методическим советом
Псковского государственного политехнического института
Рецензенты:
Профессор кафедры «Электротехники и электромеханики», доктор технических наук, профессор Беляев Владимир Львович;
Старший преподаватель кафедры «Электроэнергетики» Псковского государственного политехнического института Иванов Владимир Александрович.
Автор: Фёдоров Виктор Николаевич
Ф33 Фёдоров В.Н. Компьютерный практикум по теории цепей. Часть 1. Методические указания./ Псковский государственный политехнический институт./ - Псков, Изд-во ППИ. 2007 – 60 с.
Методические указания содержат основные правила работы с программой компьютерного моделирования Микрокап и описания виртуальных лабораторных работ по установившимся и переходным процессам в цепях постоянного и переменного тока.
Пособие предназначено для студентов изучающих дисциплины «Теоретические основы электротехники», «Основы теории цепей» и «Электротехника».
УДК 621.3.01
ББК 32.2
Ф33
© Псковский государственный политехнический институт, 2007 |
© Фёдоров В.Н., 2007 |
Содержание
Введение………………………………………………………………………..4
Основные операции при работе с программой Микрокап, необходимые
для выполнения работ по курсу ТОЭ……………………………….………..5
Лабораторная работа № 1
Исследование линейных цепей постоянного тока………………………….11
Лабораторная работа № 2
Исследование линейных цепей переменного тока………………………....16
Лабораторная работа 3
Исследование индуктивно связанных цепей…………………………….…20
Лабораторная работа № 4
Исследование трехфазных цепей собранных в звезду……………………..24
Лабораторная работа № 5
Исследование трехфазных цепей, собранных в треугольник……………..28
Лабораторная работа № 6
Исследование четырехполюсника……………………………………….…..31
Лабораторная работа № 7
Исследование частотных свойств последовательного контура…………...36
Лабораторная работа № 8
Исследование частотных свойств параллельного контура…………….….39
Лабораторная работа № 9
Исследование частотных свойств индуктивно – связанных цепей………42
Лабораторная работа № 10
Исследование переходных процессов в электрических цепях…………….45
Лабораторная работа №11
Исследование дифференцирующих четырёхполюсников…………………52
Лабораторная работа №12
Исследование интегрирующих четырёхполюсников………………………55
Лабораторная работа №13
Исследование цепей при периодических несинусоидальных воздействиях……………………………………………………………………………….58
Введение
Принцип постоянной связи теории и практики, обязательный при изучении курса Теоретических основ электротехники, получает непосредственное осуществление в ходе лабораторных работ. Правильно организованные лабораторные занятия способствуют творческому усвоению теоретического материала, развивают умение пользоваться оборудованием в самом широком смысле этого слова, непосредственно знакомят с методами исследований, обобщением и обработкой полученных данных. Лабораторные работы могут быть выполнены как на реальной элементной базе (физические лабораторные работы), так и на математических моделях (виртуальные лабораторные работы).
Целью работы в физической лаборатории является опытная проверка в реальных условиях выводов из теоретического материала, сделанных обычно с допущением ряда упрощающих предложений. Хорошо оборудованные и оснащенные физические учебные лаборатории, в которых студенты могут не только ознакомиться с теоретическими аспектами изучаемых предметов, но и проделать целый ряд практических работ, способствуют закреплению теоретического материала и приобретению навыков работы с электрическим оборудованием.
К сожалению, разработать и создать полноценные учебные лаборатории, позволяющие удобно и наглядно представить студенту весь спектр изучаемых проблем не удаётся в связи с ограниченностью площадей лабораторий, дороговизной оборудования, не эффективностью использования лаборатории. Попытка размещения на одном стенде нескольких лабораторных работ приводит к значительному усложнению принципиальных схем. Использование таких приборов как осциллографы, генераторы требует известного навыка, которым студенты не обладают. Значительную часть лабораторных работ вынуждены выполнять преподаватели. Наглядность стенда и обучающий эффект сводятся на нет и студенты тратят большую часть времени не на осмысливание эксперимента и выяснение его связи с теорией, а на разгадывание своеобразного «кроссворда» по правильному включению стенда и снятию показаний.
Использование математических моделей и компьютерных технологий не позволяет студенту непосредственно прикоснуться к исследуемому объекту и лично проверить те или иные физические законы и связи. Вместе с тем виртуальная лаборатория позволяет рассчитывать и анализировать характеристики как отдельных элементов так и электрических установок в целом, изучать поведение электрических установок при изменении тех или иных параметров. Виртуальная лаборатория не требует большого количества лабораторного оборудования, универсальна и легко воспроизводима.