Лабораторная работа
Знакомство с программой моделирования Electronics Workbench 5.12
Цель работы: изучить интерфейс программы Electronics Workbench, основные команды меню, выполняемые операции, инструменты и компоненты, которые в дальнейшем будут использоваться в лабораторных работах; вспомнить основные элементы и приборы, которые используются в электродинамике. Получить элементарные навыки по сборке цепей в Electronics Workbench.
Теория
Программа Electronics Workbench использует стандартный интерфейс Windows, что значительно облегчает её использование. Интуитивность и простота интерфейса делают программу доступной любому пользователю, знакомому с основами использования Windows. Программа англоязычная, но это не должно вызывать особых трудностей, т. к. самые необходимые переводы будут даны, а во многом разобраться поможет интуиция и поясняющие рисунки. Следует также обратить внимание на непривычные обозначения некоторых элементов, приборов и единиц измерения, после небольшой практики выработается привычка визуального узнавания.
Рабочее окно программы показано на рис.1.1.
Окно программы содержит поле меню, панель инструментов, панель компонентов и рабочее поле.
Панель компонентов состоит из 14 пиктограмм (кнопок) полей компонентов, которые представляют собой условные изображения компонентов. Щелчком мыши на одной из пиктограмм можно открыть соответствующее поле. Поле компонентов состоит из значков (символов) компонентов. На рис.1 открыто поле основных компонентов (Basic). При работе может быть открыто несколько полей компонентов, и они могут быть расположены так, как удобно пользователю. Все кнопки имеют подсвечиваемые подсказки назначения.
Рис.1.1 Рабочее окно программы Electronics Workbench
Рассмотрим основные компоненты, которые будут использоваться в дальнейшем.
I. Поле источников (Sources), рис. 1.2.
Рис. 1.2. Поле источников
В табл.1.1 представлены компоненты поля источников
Таблица 1.1. Компоненты поля источников
Обозначение компонента |
Название компонента |
Полезная информация |
|
Заземление (Ground) |
Компонент «заземление» имеет нулевое напряжение и таким образом обеспечивает исходную точку для отсчета потенциалов. Не все схемы нуждаются в заземлении для моделирования, однако любая схема, содержащая, например трансформатор или осциллограф, должна быть обязательно заземлена, иначе приборы не будут производить измерения или их показания окажутся неправильными. |
|
Источник постоянного напряжения (Battery) |
ЭДС источника постоянного напряжения или батареи измеряется в Вольтах и задается производными величинами (от мкВ до кВ). Короткой жирной чертой в изображении батареи обозначается вывод, имеющий отрицательный потенциал по отношению к другому выводу. Батарея в Electronics Workbench имеет внутреннее сопротивление, равное нулю, поэтому, если необходимо использовать две параллельно подключенные батареи, то следует включить последовательно между ними небольшое сопротивление (например, в 1 Ом). |
|
Источник постоянного тока (DC Current Source) |
Ток источника постоянного тока измеряется в Амперах и задается производными величинами (от мкА до кА). Стрелка указывает направление тока (от "+" к "-").
|
|
Источник переменного напряжения (AC Voltage Source) |
Действующее значение напряжения
источника измеряется в Вольтах и
задается производными величинами (от
мкВ до кВ). Имеется возможность установки
частоты и начальной фазы. Напряжение
источника отсчитывается от вывода со
знаком
|
|
Источник переменного тока (AC Current Source) |
Действующее значение тока источника измеряется в Амперах и задается производными величинами (от мкА до кА). Имеется возможность установки частоты и начальной фазы. Ток источника отсчитывается от вывода со знаком . Действующее значение тока, вырабатываемое источником переменного синусоидального тока, связано с его амплитудным значением, следующим соотношением:
|
.
Действующее значение напряжения Uд,
вырабатываемое источником переменного
синусоидального напряжения, связано
с его амплитудным значением Um,
следующим соотношением:
II. Поле основных компонентов (Basic), рис.1.3, в табл. 1.2. Представлены элементы поля основных компонентов.
Рис. 1.3. Поле основных компонентов
Таблица 1.2. Элементы поля основных компонентов
|
Соединяющий узел (Connector) |
Узел применяется для соединения проводников и создания контрольных точек. К каждому узлу может подсоединяться не более четырех проводников. После того, как схема собрана, можно вставить дополнительные узлы для подключения приборов. |
|
Резистор (Resistor) |
Сопротивление резистора измеряется в Омах и задается производными величинами (от Ом до МОм).
|
|
Конденсатор (Capacitor) |
Ёмкость конденсатора измеряется в Фарадах и задается производными величинами (от пФ до Ф).
|
|
Катушка индуктивности (Inductor) |
Индуктивность катушки (дросселя) измеряется в Генри и задается производными величинами (от мкГн до Гн). |
|
Трансформатор с отводом средней точки и без (Transformer) |
Трансформатор используется для преобразования напряжения VI в напряжение V2. Коэффициент трансформации n равен отношению напряжения VI на первичной обмотке к напряжению V2 на вторичной обмотке. Параметр n может быть установлен в диалоговом окне свойств модели трансформатора. Трансформатор может быть выполнен с отводом средней точки и без. |
|
Ключ, управляемый клавишей (Switch) |
Ключи могут быть замкнуты или разомкнуты при помощи управляющих клавиш на клавиатуре. Имя управляющей клавиши можно ввести с клавиатуры в диалоговом окне, появляющемся после двойного щелчка мышью на изображении ключа. Пример: Если необходимо, чтобы состояние ключа изменялось клавишей 'пробел' [Space], то следует ввести текст «Space» в диалоговое окно и нажать ОК. Используемые клавиши-ключи: буквы от А до Z, цифры от 0 до 9, клавиша Enter на клавиатуре, клавиша пробел [Space]. |
|
Переменный резистор (Potentiometer) |
Положение движка переменного резистора устанавливается при помощи специального элемента - стрелочки-регулятора. В диалоговом окне можно установить сопротивление, начальное положение движка (в процентах) и шаг приращения (также в процентах). Имеется возможность изменять положение движка при помощи клавиш-ключей. Используемые клавиши-ключи: буквы от А до Z, цифры от 0 до 9, клавиша Enter на клавиатуре, клавиша пробел [Space]. Для изменения положения движка необходимо нажать клавишу-ключ. Для увеличения значения положения движка необходимо одновременно нажать [Shift] и клавишу-ключ, для уменьшения - клавишу-ключ. Пример: Движок установлен в положении 45%, шаг приращения — 5%, клавиша-ключ -пробел [Space]. Нажатием, клавиши [Space] положение движка становится равным 40%. При каждом последующем нажатии на клавишу [Space] значение уменьшается на 5%. Если нажать [Space]+ [Shift], то положение движка потенциометра увеличится на 5%. |
