ОАЭ / ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1
.docЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
Изучение законов постоянного тока
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Ознакомиться с программой моделирования. Изучить схемотехнический редактор. Убедиться в справедливости законов Ома и Кирхгофа.
ОБОРУДОВАНИЕ
Персональный компьютер IBM PC на базе процессоров Intel Pentium (и выше). Программа моделирования, основанная на использовании SPICE моделей.
ВВЕДЕНИЕ
Резистор характеризуется величиной сопротивления - закон Ома; если единицы измерения напряжения [U]=В (вольты), а единицы измерения тока [I]=A (амперы), то единицами измерения сопротивления являются [R]=Ом (омы).
Резисторы наиболее распространённого типа – углеродистые композиционные – имеют сопротивление от 1 ома (1 Ом) до 22 мегаом (22 МОм). Для краткости записи номиналов резисторов используют обозначения:
Множитель |
Приставка |
Обозначение |
1012 |
тера |
Т |
109 |
гига |
Г |
106 |
мега |
М |
103 |
кило |
К |
10-3 |
мили |
м |
10-6 |
микро |
или мк |
10-9 |
нано |
н |
10-12 |
пико |
п |
10-15 |
фемто |
ф |
Выбираются резисторы, исходя из некоторого стандартного ряда номиналов. Наиболее распространен ряд:
1.0; 1.2; 1.3; 1.5; 1.8; 2.0; 2.2; 2.4; 2.7; 3.3; 3.9; 4.7; 5.6; 6.8; 8.2; 9.1.
Резисторы характеризуются также:
-
максимальной рассеиваемой мощностью, которую они способны рассеивать длительное время в пространство без нанесения себе вреда (в основном используются резисторы с мощностью рассеяния 0.0625Вт, 0.125Вт и 0.25Вт);
-
допуском (точностью): наиболее используемыми резисторами являются резисторы с допуском в 5% и 10%, если необходимы более точные резисторы, то подбираются резисторы с допуском в 1%, 0.5%, 0.01% (такие резисторы называются прецизионными);
-
температурным коэффициентом;
-
уровнем шума;
-
коэффициентом напряжения (показывающий, в какой степени сопротивление зависит от приложенного напряжения);
-
индуктивность и пр.
-
Последовательное и параллельное соединение резисторов.
Из определения сопротивления следует несколько выводов:
-
Сопротивление двух последовательно соединённых резисторов (рис. 1) равно: R=R1+R2. При последовательном соединении резисторов всегда получаем большее сопротивление, чем сопротивление отдельного резистора:
Рис. 1
-
Сопротивление двух параллельно соединённых резисторов (рис. 2) равно: R=R1R2/(R1+R2) или R=1/(1/R1+1/R2). При параллельном соединении резисторов всегда получаем меньшее сопротивление, чем соединение отдельных резисторов.
Рис. 2
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
Собрать схему, представляющую собой трёхмерный кубик, гранями которого являются резисторы (Рис. 3). Номиналы резисторов уточнить у преподавателя. Измерить сопротивление этой схемы между вершинами главной диагонали в трёх случаях:
-
Величина всех сопротивлений одинакова.
-
R9, R1, R4 взять в 2 раза меньше, чем все остальные.
-
Дополнительно уменьшить R6, R7, R11 в 2 раза.
Как при этом изменяется потребляемая мощность этого кубика?
Рис. 3
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
-
Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. Т.1, Т.2, М.:Мир, 1983.
-
Савельев И.В. Курс общей физики. Электричество и магнетизм. Т.2, М.: Наука, 1988.
-
Сивухин Д.В. Общий курс физики. Электричество. Т.3., М.: Наука, 1983.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Список элементов:
Описание |
Название элемента |
Название библиотеки |
Источник напряжения |
Vsrc |
Sourse.slb |
“земля” |
AGND |
port.slb |
Резисторы |
R |
Analog.slb |
Соединители |
Bubble |
port.slb |
Описание необходимых параметров источника постоянного напряжения
DC |
Напряжение источника |
AC |
амплитуда переменной составляющей напряжения (используется для АC Sweep – частотная характеристика) |