1.4. Контрольные вопросы

1.4.1. Дайте определение узла, ветви и самой электрической цепи.

1.4.2. Сформулируйте закон Ома для полной цепи.

1.4.3. Реальные и идеальные источники тока и напряжения, их свойства и взаимосвязь.

1.4.4. Сформулируйте первый и второй законы Кирхгофа.

1.4.5. В каких случаях для расчета цепей используют метод узловых потенциалов и метод контурных токов.

1.4.6. Что такое баланс мощностей?

2. Лабораторная работа № 2

АНАЛИЗ ЦЕПИ ГАРМОНИЧЕСКОГО ТОКА

2.1. Цель работы

Исследование токов и напряжений в цепи гармонического тока в среде PSpice.

2.2. Задание к лабораторной работе

Предлагается провести исследование токов и напряжений в последовательных RC и RL цепях при воздействии гармонического тока, а также исследовать цепь из Приложения 2 согласно номеру варианта. Для этого:

2.2.1. Составить описание схемы на внутреннем языке PSpice.

2.2.2. Произвести расчет цепи в среде PSpice в режиме .TRAN. Результатами исследования являются амплитуды и фазовые сдвиги токов и напряжений элементов цепи.

2.2.3. По результатам расчета составить векторную диаграмму цепи.

2.2.4. Повторить п.2.3.1 - п.2.3.3 для цепи из Приложения 2 в соответствии с номером варианта (рис. п2.1– п2.20). Положение ключа Sвыбрать произвольным. Параметры цепи для всех вариантов приведены в табл. п2.1.

2.2.5. Составить отчет о проделанной работе.

2.3. Порядок выполнения работы

Последовательность действий, необходимых для выполнения лабораторной работы рассмотрим на примере исследования RCцепи.

2.3.1. На рис.2.1 приведена исследуемая цепь. Значения элементов цепи и воздействующего напряжения выбрать из условия приближенного равенства активного и реактивного сопротивлений цепи.

Рис.2.1. Исследуемая RCцепь.

2.3.2. Описание схемы на внутреннем языке PSpice.

SINUS

R 1 2 500

C 2 0 1U

V 1 0 SIN(0 1 1K)

.TRAN/OP 0.1M 10M 0 0.01M

.PROBE

.END

2.3.3. Выполнение расчета цепи в среде PSpice. Результатом расчета являются амплитуды напряжений и токов элементов цепи, а так же их фазовые сдвиги относительно воздействующего напряжения. На рис.2.2. приведены установившиеся напряжения на элементах цепи в течение одного периода.

Рис.2.2. Установившиеся напряжения на элементах цепи.

2.3.4. По графикам рис.2.2. определяют амплитуды напряжений и их фазовые сдвиги и строят векторную диаграмму. В результате имеем:

U_Cm = 0.3B, ,

U_Rm = 0.95B, ,

где ,имоменты времени с нулевой фазой у соответствующих напряжений.

Рис.2.3. Векторная диаграмма напряжений RCцепи.

Последовательность действий, необходимых для выполнения лабораторной работы рассмотрим на примере исследования цепи для варианта №80.

2.3.1. Из Приложения 2 выбираем топологию цепи и параметры ее элементов. На рис.2.1 приведена исследуемая цепь.

Рис.2.1. Цепь гармонического тока (вариант №80).

2.3.2. Описание схемы на внутреннем языке PSpice.

SINUS_N80

R1 1 0 20

R2 3 4 13

R3 5 0 7

R4 3 0 10K

L1 1 2 1М

C1 4 5 10U

V1 3 2 SIN(0 1 1K)

.TRAN/OP 0.1M 10M 0 0.01M

.PROBE

.END

2.3.3. Выполнение расчета цепи в среде PSpice. Результатом расчета, согласно варианту задания, являются напряжения и токи элементов цепи, а так же их фазовые сдвиги относительно воздействующего напряжения. На рис.2.2. приведены установившиеся токи и напряжения некоторых элементов цепи. На рис.2.2. приведены графики токов и напряжений одного периода, хотя для удобства анализа может быть взят и более крупный масштаб.

Рис.2.2. Установившиеся токи и напряжения некоторых элементов цепи.

2.3.4. Проведя измерения требуемых величин, строят векторную диаграмму токов и напряжений.