Лабораторная работа 1
.docxМИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Национальный исследовательский университет «МИЭТ»
Кафедра: Электротехника
Дисциплина: Основы теории цепей
210304.65 Радиоэлектронные системы (выпускающая кафедра МРТУС)
Пояснительная записка к
лабораторной работе
на тему:
Основные элементы электрических цепей
Выполнил: ст.гр.ИТС-25
Иванов В.А
Москва 2013
Теоретическая часть.
Электрическая цепь – совокупность источников электрической энергии, приёмников электрической энергии, соединительных проводов, коммутирующих устройств, электроизмерительных устройств и другой вспомогательной аппаратуры.
Электрическая схема – это документ, содержащий в виде условных изображений или обозначений составные части изделия, действующие при помощи электрической энергии, и их взаимосвязи.
Элементы электрической цепи делятся на приёмники (сопротивление , индуктивность, ёмкость) и источники (источники ЭДС, источники тока).
Первый закон Кирхгофа или закон токов Кирхгофа гласит: сумма токов, втекающих в узел, равна сумме токов, вытекающих из узла. Существует другая формулировка первого закона Кирхгофа: алгебраическая сумма токов в узле равна нулю.
Второй закон Кирхгофа или закон напряжений Кирхгофа формулируется так: полная ЭДС, действующая в замкнутом контуре, равна сумме падений напряжения на всех резисторах в этом контуре.
Закон Ома. Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого проводника и обратно пропорциональна его сопротивлению: I = U / R
Закон Ома
для цепи содержащей ЭДС:
Правило делителя тока:
Потенциальная диаграмма (зависимость распределения потенциалов по контуру от сопротивлений контура) служит для проверки расчёта составленной системы уравнений и определения разности потенциалов между любыми точками контура.
Практическая часть.
Цель работы: Научиться пользоваться программой Multisim. Построить электрические цепи.
1 эксперимент.
Задача: Измерить напряжение идеального источника ЭДС. Построить схемы цепей в Multisim 11. Нарисовать график зависимости напряжения от тока.
Дано:
.
Решение:
Рис.1.1 Схема в Multisim
Рис.1.2 Схема в Multisim
Рис.1.3 Схема в Multisim
Рис.1.4 График зависимости напряжения от тока.
2 эксперимент.
Задача: Измерить сопротивление. Построить схему цепи в Multisim 11.
Дано: R1=250 Ом.
Решение:
Рис.2.1 Схема в Multisim
3 эксперимент.
Задача: Измерить и вычислить общее сопротивление при параллельном, последовательном и смешанном соединениях резисторов. Построить схемы цепей в Multisim. Убедиться, что значения сопротивлений, вычисленные при помощи формул и измеренные программой, совпадают.
Дано:R1=250 Ом,R2=500 Ом,R3=750 Ом.
Последовательное:
Решение:
Рис.3.1 Схема в Multisim
Ом
Параллельное:
Рис.3.2 Схема в Multisim
Ом
Смешанное:
Рис.3.3 Схема в Multisim
Ом
4 эксперимент.
Задача: Составить схему цепи в Multisim 11. Построить ВАХ сопротивления.
Дано:
Решение:
Рис.4.1 Схема в Multisim
Рис.4.2 Схема в Multisim
Рис.4.3 Схема в Multisim
Рис.4.3 График ВАХ сопротивления.
В
В
В
5 эксперимент.
Задача: Построить ВАХ реального источника ЭДС. Для этого провести опыты холостого хода и короткого замыкания. Составить схему цепи в Multisim 11.
Дано:
.
Решение:
Рис.5.1 Схема в Multisim
В
Рис.5.2 Схема в Multisim
А
Рис. 5.3. График ВАХ реального источника ЭДС.
В
6 эксперимент.
Задача:
Определить рабочую точку реального источника ЭДС при его работе на нагрузку.
1) Измерить ток и напряжение на нагрузке.
2) Построить на одном графике ВАХ сопротивления и реального источника ЭДС.
3) Убедиться, что показания приборов соответствуют показаниям графика. Составить схему цепи в Multisim 11.
Дано:
Рис.6.1 Схема в Multisim
Рис. 6.2. График ВАХ сопротивления и реального источника ЭДС.
7 эксперимент.
Задача: Проанализировать изменения положения рабочей точки при изменении напряжения, внутреннего сопротивления и сопротивления нагрузки. Составить схемы цепей в Multisim. Сравнить результаты эксперимента с расчётами цепей.
Дано:
2)
3)
Решение:
-
Изменение ЭДС
Рис. 7.1. Схема в Multisim.
Рис. 7.2. Схема в Multisim.
Рис. 7.3. Схема в Multisim.
Рис. 7.4. График расположения рабочей точки при изменении напряжения.
2) Изменение внутреннего сопротивления.
Рис. 7.5. Схема в Multisim.
Рис. 7.6. Схема в Multisim.
Рис. 7.7. Схема в Multisim.
Рис. 7.8. График расположения рабочей точки при изменении внутреннего сопротивления.
-
Изменение сопротивления нагрузки.
Рис. 7.9. Схема в Multisim.
Рис. 7.10. Схема в Multisim.
Рис. 7.11. Схема в Multisim.
Рис. 7.12. График расположения рабочей точки при изменении сопротивления нагрузки.
8 эксперимент.
Задача:Исследовать реальный источник тока. Составить схемы цепей в Multisim. Построить ВАХ реального источника тока.
Дано:
Решение.
Рис. 8.1.Схема в Multisim.
В
Рис. 8.2. Эквивалентная схема в Multisim.
А
Рис. 8.3. График ВАХ реального источника тока.
9 эксперимент.
Задача: Исследовать поведени259
характеристик индуктивности и ёмкости
на постоянном токе. Составить схемы
цепей в Multisim. Для
индуктивности: убедиться, что вольтметр
показывает «0» при наличии тока, т.е.
сопротивление индуктивности равно «0».
Для ёмкости: убедиться, что амперметр
показывает «0», что означает разрыв
цепи, т.е. сопротивление ёмкости равно
.
Дано:
Решение:
Рис. 9.1. Схема в Multisim.
Рис. 9.2. Схема в Multisim.
10 эксперимент.
Задача: Построить делитель напряжения. Составить схему цепи в Multisim. Сравнить расчёты, сделанные программой, с расчётами, сделанными вручную при помощи формул.
Дано:
.
Рещение.
Рис. 10.1.Схема в Multisim.
11 эксперимент.
Задача:Построить делитель тока. Составить схему цепи в Multisim. Сравнить расчёты, сделанные программой, с расчётами, сделанными вручную при помощи формул.
Дано:
Рис. 11.1. Эквивалентная схема в Multisim.
12 эксперимент.
Задача: Проверить выполнение законов Кирхгофа. Составить схему цепи в Multisim. Сравнить расчёты, сделанные программой, с расчётами, сделанными вручную при помощи формул.
Дано:
Выводы по лабораторной работе
В лабораторной работе №1 по приборам и программно-аппаратным комплексам для исследования электрических цепей и элементов электрических цепей. Я научилась пользоваться программой Multisim 11 и получила некоторые навыки проектирования линейных электрических цепей, а в часности-находить силу тока и напряжение в цепи,строить вольт-амперные характеристики, и проверять с помощью программы Multisim 11 законы электрических цепей из курса обучения электротехники