Frisk_2
.pdf
Лабораторная работа № 23
Моделирование на ЭВМ переходных процессов
вцепях второго порядка
1Цель работы
Спомощью машинного эксперимента изучить переходные процессы в электрических цепях второго порядка.
2 Задание для самостоятельной подготовки
Изучить основные положения теории по переходным процессам стр. 13-18 [1], стр.14-27 [2], стр. 158-165 [3], стр. 109-124 [5]; выполнить предварительный расчет; письменно ответить на вопросы для самопроверки. Познакомится с возможностями схемотехнического моделирования [4].
3 Предварительный расчет
Рассчитать классическим методом и построить соответствующие кривые зависимостей: uC(t), uL(t), i(t) для цепи, показанной на рис. 1.
При U=1 В, С=18 нФ, L=25 мГн. 0<t<1 мс. Начальные условия считать нулевыми.
Рис. 1
Вычислить характеристическое сопротивление этого контура
ρ = CL11 .
Рассчитать сопротивления резистора R1,
•при котором в данной цепи будет наблюдаться колебательный процесс
(R1<2ρ);
•при котором в данной цепи будет наблюдаться апериодический процесс
(R1>2ρ).
•значения этих сопротивлений привести к номинальным сопротивлениям резисторов из ряда E6
Е6 |
1,0 |
1,5 |
2,2 |
3,3 |
4,7 |
6,8 |
140
Например, если получилось сопротивление равным 2,36 кОм, то номинальное сопротивление следует выбрать 2,2 кОм.
Расчеты занесите в таблицу.
Режим (ρ = Ом) |
R1, Ом |
Колебательный
Апериодический
4 Порядок выполнения работы
4.1 Запуск программы схемотехнического моделирования Micro-Cap
Включить ЭВМ и запустить программу Micro-Cap
C:\MC9DEMO\mc9demo.exe или
ПУСК\Все программы\Micro-Cap Evaluation 9\Micro-Cap Evaluation 9.
В появившемся окне Micro-Cap (рис. 2) собрать схему для исследования колебательного контура (рис. 1).
Рис. 2
4.2 Сборка схемы
4.2.1 Ввод батареи
Откройте меню Component\Waveform Sources и выберите Battery (рис. 3).
141
Рис. 3
Курсор примет форму графического изображения батареи. Поместите его на рабочее окно, так как показано на рис.4.
Рис. 4
Зафиксируйте это положение, щелкнув левой клавишей мыши. Появиться окно Battery. Введите значение (Value) один вольт 1V (рис. 5).
142
Рис. 5
Убедитесь, что батарея правильно работает. Щелкните мышкой на кнопке Plot. Появиться окно Plot с зависимостью напряжения батареи от времени (рис. 6).
Рис. 6
Нажмите кнопку ОК (рис. 5).
143
4.2.2 Ввод конденсатора
Откройте меню Component\Analog Primitives\Passive Components и выберите конденсатор Capacitor (рис. 7).
Рис. 7
Введите значение емкости 18 нФ = 18 10-9 = 18e-9, где латинская «e» обозначает «10» (рис. 8).
144
Рис. 8
Нажмите кнопку ОК.
4.2.3 Ввод катушки индуктивности
Откройте меню Component\Passive Components и выберите катушку Inductor (рис. 9).
145
Рис. 9
Введите значение (Value) индуктивности 25 мГн = 25 10-3 = 25e-3 (рис. 10).
146
Рис. 10
Нажмите кнопку ОК.
4.2.4 Ввод резистора
Откройте меню Component\Passive Components и выберите резистор Resistor (рис. 11).
147
Рис. 11
Введите значение (Value) сопротивления в омах, полученное в предварительном расчете, например, 100 (рис. 12).
148
Рис. 12
Нажмите кнопку ОК.
4.2.5 Ввод ключа
Откройте меню Component\Analog Primitives\Special Purpose и выберите ключ Switch
(рис. 13).
149