СОДЕРЖАНИЕ:
Теоретическая часть: стр.3
Выполнение работы: стр. 4-23
Вывод: стр.24
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.
Электрическая цепь – совокупность источников электрической энергии, приёмников электрической энергии, соединительных проводов, коммутирующих устройств, электроизмерительных устройств и другой вспомогательной аппаратуры.
Составные части электрической цепи:
-узел - место соединения 3-х или более проводов.
-ветвь – участок цепи между узлами.
-контур – замкнутый участок цепи, образованный ветвями.
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), которые , в свою очередь бывают идеальными и реальными.
Законы Кирхгофа:
-алгебраическая сумма токов, стекающихся в узле, равна 0
.
-для любого замкнутого контура алгебраическая сумма напряжений на сопротивлениях равна алгебраической сумме ЭДС.
Закон Ома :
Закон Ома для цепи содержащей
ЭДС:
Правило делителя напряжения:
-напряжение на последовательно соединённых элементах распространяется пропорционально значениям сопротивления.
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.
Цель работы: Научиться пользоваться программой Multisim. Получение навыков в построении электрических цепей.
Выполнение работы.
|
Величина |
Обозначение |
Ед.измерения |
Компонент |
Обозначение |
|
ЭДС/ Напряжение |
V |
Вольт |
Источник ЭДС |
|
|
Электрический ток |
I |
Ампер |
Источник тока |
|
|
Сопротивление |
R |
Ом |
Резистор |
|
|
Ёмкость конденсатора |
C |
Фарад |
Конденсатор |
|
|
Индуктивность |
L |
Генри |
Катушка индуктивности |
|
Эксперимент 1.
Постановка задачи:
Измерить напряжение идеального источника ЭДС. Построить схемы цепей в Multisim 11. Нарисовать график зависимости напряжения от тока.
Дано:
Решение:
Рис. 1.1 Эквивалентная схема в Multisim.
Рис. 1.2. Эквивалентная схема в Multisim.
Рис. 1.3. Эквивалентная схема в Multisim.
Рис. 1.4. График зависимости напряжения от тока.
Эксперимент 2.
Постановка задачи:
Измерить сопротивление. Построить схему цепи в Multisim 11.
Дано: R=1 КОм
Решение:
Рис. 2.1. Эквивалентная схема в Multisim.
Эксперимент 3.
Постановка задачи:
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:
Решение:
Рис. 3.1. Эквивалентная схема в Multisim.
Ом
Рис. 3.2. Эквивалентная схема в Multisim.
Ом
Рис. 3.3. Эквивалентная схема в Multisim.
Ом
Эксперимент 4.
Постановка задачи:
Составить схему цепи в Multisim 11. Построить ВАХ сопротивления.
Дано:
Решение:
Рис. 4.1. Эквивалентная схема в Multisim.
Рис. 4.2. Эквивалентная схема в Multisim.
Рис. 4.3. Эквивалентная схема в Multisim.
Рис. 4.4. График ВАХ сопротивления.
В
В
В
Эксперимент 5.
Постановка задачи:
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. Эквивалентная схема в Multisim.
В
Рис. 5.2. Эквивалентная схема в Multisim.
А
Рис. 5.3. График ВАХ реального источника ЭДС.
В
Эксперимент 6.
Постановка задачи:
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:
Решение:
Рис. 6.1. Эквивалентная схема в Multisim.
Рис. 6.2. График ВАХ сопротивления и реального источника ЭДС.
Эксперимент 7.
Постановка задачи:
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:
1) Изменение ЭДС.
Рис. 7.1. Эквивалентная схема в Multisim.
Рис. 7.2. Эквивалентная схема в Multisim.
Рис. 7.3. Эквивалентная схема в Multisim.
Рис. 7.4. График расположения рабочей точки при изменении напряжения.
2) Изменение внутреннего сопротивления.
Рис. 7.5. Эквивалентная схема в Multisim.
Рис. 7.6. Эквивалентная схема в Multisim.
Рис. 7.7. Эквивалентная схема в Multisim.
Рис. 7.8. График расположения рабочей точки при изменении внутреннего сопротивления.
3) Изменение сопротивления нагрузки.
Рис. 7.9. Эквивалентная схема в Multisim.
Рис. 7.10. Эквивалентная схема в Multisim.
Рис. 7.11. Эквивалентная схема в Multisim.
Рис. 7.12. График расположения рабочей точки при изменении сопротивления нагрузки.
Эксперимент 8.
Постановка задачи:
Исследовать реальный источник тока. Составить схемы цепей в Multisim. Построить ВАХ реального источника тока.
Дано:
Решение:
Рис. 8.1. Эквивалентная схема в Multisim.
В
Рис. 8.2. Эквивалентная схема в Multisim.
А
Рис. 8.3. График ВАХ реального источника тока.
Эксперимент 9.
Постановка задачи:
Исследовать поведение 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. Эквивалентная схема в Multisim.
Рис. 9.2. Эквивалентная схема в Multisim.
Эксперимент 10.
Постановка задачи:
Построить делитель напряжения. Составить схему цепи в Multisim. Сравнить расчёты, сделанные программой, с расчётами, сделанными вручную при помощи формул.
Дано:
Решение:
Рис. 10.1. Эквивалентная схема в Multisim.
Эксперимент 11.
Постановка задачи:
Построить делитель тока. Составить схему цепи в Multisim. Сравнить расчёты, сделанные программой, с расчётами, сделанными вручную при помощи формул.
Дано:
Решение:
Рис. 11.1. Эквивалентная схема в Multisim.
Эксперимент 12.
Постановка задачи:
Проверить выполнение законов Кирхгофа. Составить схему цепи в Multisim. Сравнить расчёты, сделанные программой, с расчётами, сделанными вручную при помощи формул.
Дано:
Решение:
Рис. 12.1. Эквивалентная схема в Multisim.
B
Выводы по лабораторной работе
Выполняя лабораторную работу №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.