Лабораторная работа №10 Тема: Цепь синусоидального тока с резистивным элементом

Цель работы: научиться проводить исследование цепи синусоидального тока с резистивным элементом

Оборудование рабочего места: ПК, ПО

Краткие теоретические сведения

Резистивный элемент – это идеализированный схемный элемент, учитывающий выделение теплоты в том или ином элементе реальной электрической цепи. Его характеризуют зависимостью напряжения и на нем от протекающего по нему тока i (вольт-амперной характеристикой) или сопротивлением R=u/i. Положительные направления отсчета u и i совпадают. Идеальный резистивный элемент не обладает ни индуктивностью, ни емкостью.

Порядок проведения работы

Шаг 1. Рассчитайте действующие значения тока резистора R1 и падений напряжения на резисторах R1и R2 (рис. 1.11), активную мощность, выделяемую в резисторе R2, если амплитудное значение эдс источника V1 Е = 1 В, сопротивление R1 = 1кОм, R2 = 2 кОм.

Ш аг 2. Запустите программу ORCAD

Шаг 3. Создайте новый проект.

Шаг 4. Создайте принципиальную электрическую схему (рис. 10.1).

Шаг 5. Создайте новый профайл для моделирования. Для этого:

• по команде PSpice->New Simulation Profile или с помощью пиктограммы панели инструментов откройте окно New Simulation, введите имя профиля моделирования и щелкните по кнопке Create;

• в открывшемся окне Simulation Settings установите тип анализа (Analysis Type) Time Domain (Transient);

• установите:

1. время, в течение которого выполняется анализ (Run to time) равным, например, 5ms;

2. начальное время сохранения данных (Start saving data after) 0;

3. максимальный размер шага (Maximum step size) 100ns.

• подтвердите свой выбор, щелкнув по кнопке OK.

Шаг 6. Запустите анализ Time Domain (Transient).

Шаг 7. В открывшемся пустом окне PROBE получите временную диаграмму тока I(R1). Для этого:

• выполните команду Trace-> Add Traces;

• в открывшемся окне Add Traces выделите строку I(R1) и щелкните ОК.

Шаг 8. Добавьте новую систему координат и получите в ней временную диаграмму выходного напряжения V(V1:+) источника синусоидального напряжения. Для этого:

• выполните команду Plot -> Add Plot;

• выполните команду Trace-> Add Traces;

• в открывшемся окне Add Traces выделите строку V(V1:+) и щелкните ОК.

Шаг 9. Добавьте новую систему координат и получите в ней временную диаграмму падения напряжения на резисторе R2, равного узловому потенциалу V(R2:2).

Шаг 10. Добавьте новую систему координат и получите в ней временную диаграмму падения напряжения на резисторе R1, равного разности узловых потенциалов V(V1:+) и V(R2:2). Для этого:

• выполните команду Plot -> Add Plot;

• выполните команду Trace-> Add Traces;

• в открывшемся окне Add Traces найдите в списке диаграмм названия двух необходимых узловых потенциалов V(V1:+) и V(R2:2);

• чтобы получить разность двух потенциалов, щелкните мышью поочередно по строкам V(V1:+) и V(R2:2) и между обозначениями этих потенциалов в строке Trace Expression поставьте знак «минус» (рис. 6.6), после чего щелкните ОК.

Шаг 11. Добавьте новую систему координат и получите в ней временную диаграмму мощности, выделяемой в резисторе R2

Шаг 12. По полученным результатам моделирования проверьте ранее полученные результаты расчета.

Содержание отчета

1. В отчете указать тему, цель работы

2. Описать основные этапы выполнения работы

3. Привести результаты, полученные по итогам расчета и моделирования схемы

4. Зарисовать временные диаграммы, полученные в результате проведения анализа схемы

5. Записать выводы по проделанной работе

Контрольные вопросы

1. Дайте определение резистивного элемента

2. Каков порядок проведения расчета действующие значения тока резистора R1 и падений напряжения на резисторах R1и R2 вручную?

3. Какой тип анализа схемы был выбран и почему?

4. Какие параметры анализа были установлены и почему?

5. Чем вызвана необходимость добавления новой системы координат на шаге 8?

6. Как была получена разность двух потенциалов?