8Рисунок 8 - Схема в окне редактора
После запуска симуляции. В отдельном окне выводится таблица со значениями. В окне интерфейса строится векторная диаграмма токов и напряжений.
Таблица 2 - Контрольные значения
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
70.5 |
84.6 |
12.7e-3 |
47.8e-3 |
31.9e-6 |
25 |
100 |
20 |
-10 |
Результат токов на Рисунок 9, векторная диаграмма токов Рисунок 10.
Для проверки токов можно воспользоваться первым и вторым законом Кирхгофа формула (2) [3].
|
|
|
(2) |
Формула.
Подставим значения.
9Рисунок 9 -Значение токов в амперах
b
a
10Рисунок 10–Диаграмма токов и напряжений
Для проверки векторной диаграммы [5] токов достаточно, чтобы график начинался в узлеaравный ноль вольт, строится заземленный узел, в узлеbобход по трем ветвям должен дать одинаковое значение потенциалаb.
Вывод. Используя Simulink раздел SimPowersystem можно рассчитывать электрические линейные схемы на переменном токе. Можно вычислить ток в каждой из ветви, измерить напряжения в узлах. Используя связь графического интерфейса и Simulink , даёт возможность быстро изменять параметры схемы, не меняя параметры в рабочем окне. В отдельном окне можно построить графики, которые дают наглядное представление закона Кирхгофа.
Лабораторная работа №3. Электрические фильтры
Задание
Произвести расчет режимов работы фильтра типа k по исходным данным [2]. Фильтр нижних частот собран по П-образной схеме рис.11. Ёмкость каждого конденсатора С, индуктивность катушки L. На входные зажимы фильтра подано напряжение при частоте f. К выходным зажимам фильтра подключено сопротивление, согласованное на заданной частоте с характеристическим сопротивлением фильтра.
11Рисунок 11 -Исходный п образный фильтр
Схема является четырехполюсником. Схема собрана по П-образным фильтром нижних частот. Состоит из катушки индуктивности и двух параллельных конденсаторов.
Для удобного ввода и вывода можно использовать интерфейс [6]. Пользователю предлагается вести в ячейки значение:
E2- значение идеального источника напряжения E1 вольт,
L1-значение индуктивность катушкиLгенри,
C1-значение полной емкости конденсаторов цепи фарад,
F-значение частоты идеального источника напряжения E1 герц,
F0- значение начальной фазы идеального источника напряжения E1 в градусах.
После этого нажать кнопку «Решить».
Интерфейс представлен на рис.12, текст программы смотрите Приложение В.
12Рисунок 12-Окно интерфейса
Схема в окне редактора [5] представлена на рис.13
13Рисунок 13 -Схема п-образного фильтра в окне редактора
После запуска симуляции. В отдельном окне выводится таблица со значениями рис.14. В другом окне строится векторная диаграмма токов и напряжений рис.15.
Таблица 3 - Контрольные значения
|
|
|
|
|
|
|
25 |
0.001 |
2e-7 |
8000 |
20 |
14Рисунок 14-Значение тока в амперах, напряжение в вольтах, сопротивление в омах
15Рисунок 15-Векторная диаграмма токов и напряжений
Для проверки векторной диаграммы токов и потенциалов [4], достаточно чтобы график ток совпадал с напряжением на сопротивление и отставал на девяносто градусов от выходного напряжения.
Чтобы исследовать характеристики П-образного фильтра [3], например передаточные, удобно воспользоваться разделом SimRF подпункте Filtres. В этом подпункте находятся готовые модели фильтров с изменяемые параметрами:
Индуктивность катушки в генри,
Ёмкость для двух конденсаторов в фарадах,
Диапазон частот начальную частоту, шаг частоты и конечную частоту в герцах,
Входное сопротивление в омах,
Напряжение источника в вольтах.
Пользователю нужно открыть вкладку блока OutputPortвыбрать нужные характеристики, например параметрыS11,S12,S21,S22, предаточные функции.
Выбирая между realиphase, можно построить АЧХ или ФЧХ [3]. Характеристики представлены на рис.17, рис.18, рис.19, рис.20.
Исследования характеристик П-образного фильтра рис.16.
Рисунок 16 –Схема П-образного фильтра в редакторе16
Передаточная АЧХ RLC(R) цепи рис.17. ЛинияS12. На частоте от 0 до 8000Гц.
