Основы программирования на Python Каширский / методички / Лабораторная работа № 4 2025

Задание 2

Данное задание предполагает применение цикла for. 1. Расчет общего сопротивления цепи

Дан список сопротивлений резисторов, соединенных последовательно. Вычислить общее сопротивление.

2. Анализ номиналов резисторов Дан список номиналов резисторов. Найти все резисторы с номиналом больше 1 кОм. 3. Расчет мощности компонентов

Дан словарь: ключи - названия компонентов, значения - токи потребления. При напряжении 5В вычислить мощность каждого компонента.

4. Поиск критических напряжений

Дан список измеренных напряжений в цепи. Найти все значения, превышающие максимально допустимое 12В.

5. Группировка компонентов по типу

Дан список кортежей (компонент, тип). Создать словарь, где ключи - типы, значения - списки компонентов.

6. Расчет емкости цепи

Дан список емкостей конденсаторов, соединенных параллельно. Вычислить общую емкость.

7. Анализ частотных характеристик

Дан словарь {частота: коэффициент_усиления}. Найти частоту с максимальным усилением.

8. Фильтрация помех в сигнале Дан список значений сигнала. Удалить все значения меньше 0.1В (считать помехами).

9. Расчет постоянной времени RC-цепи

Дан список кортежей (R, C). Для каждой пары вычислить постоянную времени τ = R*C. 10. Анализ допусков резисторов Дан словарь {номинал: допуск_%}. Найти резисторы с допуском лучше 1%.

11. Поиск резонансных частот

Дан список LC-контуров в виде кортежей (L, C). Для каждого вычислить резонансную частоту.

12. Расчет делителя напряжения

Дан список кортежей (R1, R2). Для каждого делителя вычислить коэффициент деления. 13. Анализ температурного диапазона

Дан список рабочих температур компонентов. Найти компоненты, работающие при температуре от -40°C до +85°C.

14. Группировка микросхем по корпусам

Дан список кортежей (микросхема, тип_корпуса). Создать словарь с группировкой по корпусам.

15. Расчет тока в ветвях

Дан словарь {сопротивление_ветви: напряжение}. Вычислить ток в каждой ветви по закону Ома.

16. Анализ АЧХ фильтра

Дан список кортежей (частота, амплитуда). Найти полосу пропускания (частоты, где амплитуда > 0.7 от максимума).

17. Поиск подходящих транзисторов

Дан словарь {транзистор: Uce_max}. Найти транзисторы с Uce_max ≥ 30В. 18. Расчет времени заряда конденсатора

Дан список емкостей. Для каждой при R=1кОм вычислить время заряда до 63 % (3τ). 19. Анализ уровней логических сигналов

Дан список напряжений. Определить для каждого: 0 (0-0.8 В), 1 (2.4-5 В), ошибка (остальное).

20. Группировка компонентов по номиналу Дан список резисторов. Создать словарь {номинал: количество}. 21. Расчет коэффициента усиления

Дан список кортежей (R1, R2) для неинвертирующего усилителя. Вычислить Ku = 1 + R2/R1 для каждого.

22. Анализ стабильности питания Дан список измерений напряжения питания. Найти случаи просадки ниже 4.5 В. 23. Поиск светодиодов по цвету

Дан словарь {светодиод: длина_волны}. Найти синие светодиоды (450-495 нм). 24. Расчет фазового сдвига

Дан список кортежей (частота, R, C). Для каждого вычислить φ = 2πfRC. 25. Анализ мощности рассеяния

Дан словарь {компонент: ток, сопротивление}. Вычислить мощность рассеяния для каждого.

26. Поиск замены компонентов

Дан список имеющихся резисторов и требуемый номинал. Найти ближайший доступный номинал.

27. Расчет добротности контура

Дан список кортежей (L, C, R). Для каждого вычислить добротность Q = (1/R)*√(L/C). 28. Анализ сигнала ШИМ

Дан список коэффициентов заполнения (0-100 %). Найти среднее значение выходного напряжения при Uпит= 5 В.

29. Группировка по напряжению питания

Дан список кортежей (микросхема, Uпит). Создать словарь {напряжение: список_микросхем}.

30. Расчет времени распространения

Дан словарь {логический_элемент: задержка_нс}. Для цепочки из 5 элементов вычислить общее время.

Задание 3

Данное задание предполагает применение цикла while. 1. Моделирование заряда конденсатора

Пока напряжение на конденсаторе не достигнет 99% от питания, увеличивать напряжение на 10% за шаг. Выводить текущее напряжение на каждом шаге.

2. Калибровка датчика

Пока показания датчика не стабилизируются (разница между измерениями < 0.1), продолжать считывать данные.

3. Ожидание стабилизации питания Пока напряжение питания не войдет в диапазон 4.75-5.25В, продолжать мониторинг. 4. Подбор резистора для светодиода

Пока ток через светодиод не станет в диапазоне 18-22 мА, изменять сопротивление потенциометра.

5. Прогрев генератора

Пока частота генератора не стабилизируется (изменение < 1 Гц между измерениями), считать его разогревающимся.

6. Поиск резонансной частоты

Пока амплитуда сигнала не достигнет максимума, плавно изменять частоту генератора.

7. Калибровка АЦП Пока ошибка квантования больше 0.5%, увеличивать разрядность преобразователя.

8. Ожидание готовности микроконтроллера Пока флаг готовности не установится, продолжать опрос статусного регистра. 9. Разряд конденсатора

Пока напряжение на конденсаторе больше 0.1В, уменьшать его на 15% за шаг. 10. Подбор коэффициента усиления Пока выходной сигнал не достигнет 80% от максимального, увеличивать усиление. 11. Ожидание синхронизации

Пока синхроимпульс не поступит, ожидать начала передачи данных. 12. Калибровка нуля усилителя

Пока выходное напряжение не попадет в диапазон ±10 мВ, регулировать смещение.

13. Поиск обрыва в цепи Пока сопротивление между точками не станет конечным, перемещать щупы по плате.

14. Ожидание установления температуры

Пока температура не достигнет заданного значения ±2°C, регулировать нагреватель. 15. Подбор времени задержки Пока сигнал не совпадет с тактовым импульсом, увеличивать задержку.

16. Калибровка ШИМ Пока скважность не станет равной 50% ±1%, корректировать таймер.

17. Ожидание окончания преобразования Пока флаг "конец преобразования" не установится, ожидать данные от АЦП. 18. Поиск короткого замыкания

Пока сопротивление между шинами больше 1 Ом, проверять разные участки цепи. 19. Разогрев паяльника

Пока температура паяльника не достигнет 350°C, увеличивать мощность. 20. Калибровка частотомера

Пока измеренная частота не совпадет с эталонной ±0.1%, корректировать опорный генератор.

21. Ожидание загрузки ПЗУ Пока сигнал "готовность памяти" не активен, ожидать окончания программирования. 22. Подбор фильтра

Пока уровень помех на выходе больше -40 дБ, изменять параметры фильтра. 23. Ожидание автокалибровки Пока система не сообщит об успешной калибровке, повторять процедуру. 24. Поиск неисправного элемента

Пока ток потребления превышает норму, поочередно отключать компоненты. 25. Калибровка датчика тока

Пока показания не совпадут с эталонным амперметром ±1%, корректировать коэффициент.

26. Ожидание установления режима

Пока параметры схемы не перестанут изменяться, считать переходный процесс незавершенным.

27. Подбор согласующей цепи Пока КСВН больше 1.5, изменять элементы согласующей цепи. 28. Ожидание готовности источника

Пока источник питания не выйдет на режим, мигать индикатором "ожидание". 29. Калибровка осциллографа Пока изображение не станет стабильным, регулировать синхронизацию.

30. Поиск оптимальной точки работы Пока КПД усилителя не достигнет максимума, изменять ток покоя.

Задание 4

Данное задание предполагает применение try-except-else-finally. 1. Расчет тока по закону Ома

Пользователь вводит напряжение и сопротивление. Вычислить ток I = U/R. Обработать деление на ноль и отрицательные значения.

2. Расчет реактивного сопротивления конденсатора

Вычислить Xc = 1/(2πfC). Обработать нулевую частоту или емкость. 3. Расчет резонансной частоты LC-контура

Вычислить f = 1/(2π√(LC)). Обработать отрицательные значения и нулевые параметры. 4. Расчет коэффициента усиления операционного усилителя

Для неинвертирующего усилителя: Ku = 1 + R2/R1. Обработать деление на ноль. 5. Расчет мощности на резисторе

Вычислить P = I² × R. Обработать переполнение при больших значениях. 6. Расчет времени заряда RC-цепи

Вычислить τ = R × C. Обработать отрицательные значения. 7. Расчет добротности колебательного контура

Вычислить Q = (1/R) × √(L/C). Обработать деление на ноль и отрицательные значения. 8. Расчет импеданса последовательной RLC-цепи

Вычислить Z = √(R² + (2πfL - 1/(2πfC))²). Обработать нулевую частоту и отрицательные значения.

9. Расчет коэффициента передачи фильтра

Для ФНЧ: K = 1/√(1 + (f/fс)²). Обработать нулевую частоту среза.

10.Расчет скорости нарастания сигнала Вычислить SR = ΔU/Δt. Обработать нулевое время.

11.Расчет эффективности преобразователя

Вычислить η = (Pout/Pin) × 100%. Обработать нулевую входную мощность. 12. Расчет температурного коэффициента

Вычислить TC = (R2 - R1)/(R1 × (T2 - T1)). Обработать деление на ноль. 13. Расчет шумовой температуры

Вычислить Te = T0 × (F - 1). Обработать отрицательную шумовую температуру.

14. Расчет коэффициента стоячей волны

Вычислить KСВ = (1 + |Γ|)/(1 - |Γ|). Обработать Γ = 1 (деление на ноль). 15. Расчет затухания в дБ

Вычислить A = 20 × log10(U1/U2). Обработать нулевое напряжение. 16. Расчет фазового сдвига в RC-цепи

Вычислить Duty = (thigh / T) × 100%. Обработать нулевой период и отрицательные времена.

17. Расчет энергии в конденсаторе

Вычислить W = (C × U²)/2. Обработать переполнение. 18. Расчет индуктивного сопротивления

Вычислить XL = 2πfL. Обработать отрицательную индуктивность. 19. Расчет резонансного сопротивления

Вычислить Rрез = Q × √(L/C). Обработать нулевые значения.

20.Расчет коэффициента прямоугольности Вычислить Kп = f2/f1. Обработать нулевую частоту.

21.Расчет времени распространения

Вычислить tpd = √(LC). Обработать отрицательные значения. 22. Расчет коэффициента демпфирования

Вычислить ζ = R/(2 × √(L/C)). Обработать нулевые значения. 23. Расчет напряжения стабилизации

Вычислить Uст = Uвх × (R2/(R1 + R2)). Обработать деление на ноль. 24. Расчет тока короткого замыкания

Вычислить Iкз = U/Rвнут. Обработать нулевое внутреннее сопротивление. 25. Расчет коэффициента пульсаций

Вычислить Kпульс = (Uпульс/Uср) × 100%. Обработать нулевое среднее напряжение. 26. Расчет частоты среза фильтра

Вычислить fс = 1/(2πRC). Обработать нулевые значения. 27. Расчет коэффициента трансформации

Вычислить n = N1/N2. Обработать нулевое количество витков.

28. Расчет постоянной времени термопары

Вычислить τ = C/G. Обработать нулевую теплопроводность. 29. Расчет чувствительности датчика

Вычислить S = ΔV/ΔP. Обработать нулевое изменение параметра. 30. Расчет коэффициента нелинейных искажений

Вычислить THD = (√(∑Uгарм²)/Uосн) × 100%. Обработать нулевое основное напряжение.

Задание 5

Данное задание предполагает использование включений. 1. Список сопротивлений в килоомах

Дан список сопротивлений в омах. Создать новый список с сопротивлениями в килоомах.

2. Фильтрация рабочих напряжений Дан список напряжений. Оставить только те, что в диапазоне 3.3-5 В. 3. Словарь мощностей компонентов

Дан словарь {компонент: ток}. Создать словарь {компонент: мощность} при U = 5 В. 4. Квадраты частот Дан список частот в Гц. Создать список квадратов частот.

5. Фильтрация резисторов по номиналу Дан список номиналов. Оставить только резисторы от 100 Ом до 10 кОм. 6. Кортеж емкостей в нанофарадах

Дан список емкостей в фарадах. Создать кортеж емкостей в нанофарадах. 7. Словарь допустимых токов

Дан список компонентов. Создать словарь {компонент: макс_ток} с стандартными значениями.

8. Список времен заряда RC

Дан список кортежей (R, C). Создать список постоянных времени τ=R×C. 9. Фильтрация температур

Дан список температур. Оставить только рабочие температуры (-40 °C до +85 °C). 10. Словарь коэффициентов усиления

Дан список кортежей (R1, R2). Создать словарь {№: Ku} где Ku=1+R2/R1. 11. Список реактивных сопротивлений

Дан список частот. Создать список Xc для C = 1 мкФ. 12. Фильтрация длин волн светодиодов

Дан словарь {светодиод: длина_волны}. Оставить только синие (450-495 нм). 13. Кортеж напряжений после делителя