4.2. Содержание отчета:

Представить в отчете все расчетные формулы, необходимые для определения параметров исследованной параллельной цепи, указанных в табличной форме 4.1. По результатам измерений рассчитать эти параметры и заполнить табличную форму 4.2.

Примечание. Все расчеты выполнять с точностью не меньшей, чем до третьей значащей цифры.

По полученным результатам для всех опытов построить в масштабе векторные диаграммы токов по уравнению I^{``</sup><sub>K</sub> + I<sup>``}_C = I^{``</sup><sub>0</sub> (опыты 1―3) и по уравнению I<sup>``}_C + I^{``</sup><sub>K</sub> = I<sup>``}₀ (опыты 4―6).

Построить графики экспериментальных зависимостей I₀ [cosj₀ (_{L, C})], а также I _K , I c , I₀ (C) (в одной системе координат) и Y₀ , cosj₀ , B₀ (C) — (в другой системе координат).

Табличная форма 14.2

№ опыта	XC (Ом)	BC (См)	ZK (Ом)	RK (Ом)	XL (Ом)	jK (град)	BL (См)	B0(L,C) (См)	G0 (См)
1
2…..6

№ опыта	Y0 (См)	RЭ (Ом)	XЭ (Ом)	Q1 (ВAр)	QС (ВAр)		Q0 (ВAр)	Сosj0 (L,C)	j0 (град)
1
2…...6

Ответить письменно на контрольные вопросы:

1. При каком условии в цепи возникает резонанс токов?

2. Каково практическое применение резонанса токов?

3. Каким способом можно получить резонанс токов?

4. Каково соотношение между эквивалентными сопротивлениями R_Э,, Х_Э, и Z_Э при резонансе токов? (Пояснить с помощью формул).

5. Как изменяется характер параллельной электрической цепи с увеличением емкости от нуля?

Раздел II. Компьютерное моделирование

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

В настоящее время все более широкое распространение в инженерной практике получают компьютерные программы, моделирующие работу реальных электронных и электротехнических устройств, аппаратов, приборов, электрических цепей, электронных схем и т.п.

Компьютерная программа Multisim–2001 (MS–01) является дальнейшим развитием (6-й версией) цикла широко известного пакета Electroics Workbench и предназначена для моделирования на компьютере электрических цепей постоянного и переменного токов, цепей, содержащих полупроводниковые элементы и микросхемы, а также для исследования переходных процессов в электрических цепях. Процесс моделирования в MS–01 максимально приближен к реальной экспериментальной работе и включает естественную последовательность таких операций, как сборка схемы из отдельных элементов, соединение их в необходимой последовательности проводниками, подключение электроизмерительных приборов и т.д. Отображение измерительных приборов (вольтметра, амперметра, ваттметра, осциллографа и других на дисплее монитора делает процесс измерения наглядным и понятным, а результаты получаются в привычной для лабораторного практикума форме, то есть в виде показаний измерительных приборов.

В качестве виртуальных моделей принимаются схемы электрических цепей, приведенные в настоящем лабораторном практикуме. Изучаемая модель в виде виртуальной схемы «собирается» студентом из имеющихся в программе MS–01 элементарных блоков и соединяется проводниками на экране монитора. При этом используются кнопки и пиктограммы интерфейса MS–01 с известными стандартными условными графическими изображениями элементов электрической цепи, такими как источники электрической энергии, резисторы, индуктивности, конденсаторы, различные электрические аппараты, машины, коммутационные устройства, измерительные приборы и т.п.

Условные графические изображения элементов отвечают действующим требованиям Единой системы конструкторской документации (ЕСКД) и международным стандартам: европейскому DIN или американскому —ANSI, выбираемым при инсталляции программы. Графические изображения измерительных приборов (являющихся виртуальными объектами) включают дисплей (лицевую панель) с органами управления, на котором в процессе моделирования выводится количественная информация измеряемой величины.

Графически интерфейс программы MS–01 по структуре близок к интерфейсу Windows и поэтому не создает трудностей при ее освоении и выполнении основных операций, таких как загрузка и сохранение созданных файлов, их редактирование и пр. Однако определенные сложности возникают при сборке электрической схемы, установке параметров виртуальных элементов и управлении режимом работы виртуальных электрических цепей, а также в задании параметров элементов цепи. Такие операции требуют специальных знаний по электротехнике и особенностей моделирования в программе MS–01.

Поэтому наиболее целесообразным является согласованное проведение лабораторных работ на электротехнических стендах с последующим моделированием изучаемых схем на компьютере, так как в этом случае студенты имеют возможность сравнить результаты, полученные в физическом эксперименте, с результатами виртуального эксперимента и убедиться в практической целесообразности компьютерного моделирования.

Целью этих работ является ознакомление с основами компьютерного моделирования в программе MS–01, сборка виртуальных электрических цепей, расчет этих цепей и анализ физических процессов в установившемся режиме, а также проведение экспериментов с последующим сравнением полученных результатов с результатами лабораторных работ, выполненных на электротехническом стенде. Знание основ моделирования электрических цепей в программе MS–01 может быть полезно студентам на всех этапах изучения курса «Электротехника и электроника».

Основные операции при работе с программой Multisim–2001