Frisk_2_16_17_23
.pdf
Запустите построение, нажав кнопку Run.
На экране появиться график зависимости фазы входного сопротивления от частоты (рис. 26).
Рис. 26
Отметьте на данном графике резонансную частоту fp и другие характерные точки.
В случае возникновения проблем загрузите с сайта поддержки учебного процесса
(http://frisk.newmail.ru/) для ознакомления файл L17_1.CIR (File\Open…).
4.3.3 Построение зависимости модуля входного тока от частоты
Построить графики зависимостей модуля входного тока |I(f)| MAG(I(V1)), модуля тока в резисторе |IR(f)| MAG(I(R1)), модуля тока в катушке |IL(f)| MAG(I(L1)) и модуля тока в конденсаторе |IС(f)| MAG(I(C1)) от частоты. Для этого нажмите клавишу F9. Добавьте (Add) необходимое количество графиков. В полях Y Expression введите модули токов (рис. 27).
Рис. 27
Запустите построение, нажав кнопку OK.
44
На странице 2 появиться четыре графика зависимости модулей токов от частоты (рис. 28).
Рис. 28
Отметьте на оси частот резонансную частоту fp и другие характерные точки. Данные графики занесите в соответствующий раздел отчета.
4.3.4 Построение частотных характеристик контура первого типа
Вернитесь к исходной схеме, на клавиатуре нажмите клавишу F3.
В соответствии с рис. 2 измените схему (рис. 29). Введите величину сопротивления R1=R, рассчитанную в предварительном расчёте (#3.6) для первой добротности. Величины индуктивности и ёмкости остаются прежними.
Рис. 29
Аналогичным образом для параллельного контура первого типа, получите:
•входную АЧХ, зависимость модуля входного сопротивления от частоты |ZBX(f)|
MAG(V(V1)/-I(V1));
•входную ФЧХ, зависимость фазы входного сопротивления от частоты arg|ZBX(f)| ph(V(V1)/-I(V1));
•зависимостей модуля входного тока |I(f)| MAG(I(V1));
•модуля тока в катушке |IL(f)| MAG(I(L1));
•модуля тока в конденсаторе |IС(f)| MAG(I(C1)).
45
Отметьте на оси частот резонансную частоту fp1 и другие характерные точки. Эти графики занесите в соответствующий раздел отчета. Полученные данные занесите в таблицу 2.
Повторите этот машинный эксперимент для второй добротности.
В случае возникновения проблем загрузите с сайта поддержки учебного процесса
(http://frisk.newmail.ru/) для ознакомления файл L17_2.CIR (File\Open…).
5 Обработка результатов машинного эксперимента
Сравнить полученные графики и данные с графиками и данными, полученными в предварительном расчете. Сделать выводы по каждому машинному эксперименту.
6 Вопросы для самопроверки
1. Почему резонанс в параллельном пассивном колебательном контуре называется резонансом
токов?
2.Как рассчитывается резонансная частота сложного параллельного колебательного контура?
3.Что такое добротность параллельного пассивного колебательного контура?
4.Что такое полоса пропускания параллельного пассивного колебательного контура? Какие существуют способы расчета полосы пропускания?
5.Выведите уравнения, с помощью которых рассчитывают входные АЧХ и ФЧХ параллельного пассивного колебательного контура.
7 Содержание отчета
Отчет оформляется в формате MS Word. Шрифт Times New Roman 14, полуторный интервал. Для защиты лабораторной работы отчет должен содержать следующий материал: титульный
лист; цель работы; результаты машинного эксперимента; графики исследуемых зависимостей; выводы. К отчету должны быть приложены в напечатанном виде вопросы для самопроверки и ответы на них.
8Литература
1.Фриск В.В. Основы теории цепей. –М.: РадиоСофт, 2002. — 288 с.
2.Бакалов В.П., Дмитриков В.Ф., Крук Б.И. Основы теории цепей. –М.: Радио и связь, 2003. —
592 с.
3.Смирнов Н.И., Ганин В.И., Коробицына Н.М, Третьякова Т.В. Расчет характеристик частото- но-избирательных цепей. — М.: МИС, 1998.-51 с.
4.Асеев Б.П. Колебательные цепи. –М.: Связьиздат, 1955. -463 с.
46
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