Міністерство освіти і науки України

Івано-Франківський університет права

імені короля Данила Галицького

Факультет архітектури та будівництва

Кафедра «Будівництво»

.

Електротехніка в будівництві

Навчально-методичний посібник

для практичних і лабораторних занять»

студентів напряму підготовки 060101 «Будівництво»

Івано-Франківськ

2012

УДК 658.511.5

ББК 32.973

Ш24

Рецензенти:

В.С. Костишин, доктор технічних наук, професор (Івано-Франківський Національний технічний університет нафти і газу);

Я.М. Николайчук, доктор технічних наук, професор (Карпатський державний центр інформаційних засобів і технологій НАН України);

С.П. Новосядлий, доктор технічних наук, професор (Прикарпатський національний університет ім. В.Стефаника).

Схвалено Вченою Радою Університету права імені Короля Данила Галицького від 2012 р., протокол №

Шаповал О.А. Електротехніка в будівництві. Навчально-методичний посібник для практичних і лабораторних занять. – Івано-Франківськ: Університет права імені Короля Данила Галицького, 2012.– 214 с.

Навчально-методичний посібник розроблений у відповідності з програмою дисципліни "Електротехніка в будівництві" для напряму підготовки 060101 «Будівництво». Даний посібник призначений для самостійної роботи студентів при підготовці до практичних та лабораторних занять. Приведена методика та розрахунки простих і розгалужених електричних кіл постійного, змінного синусоїдного та несинусоїдного струму, трифазних електричних кіл. Розглянуті розрахунки перехідних процесів у електричних колах класичним та операторним методом. Наведенi короткi теоретичнi вiдомостi, необхiднi для ознайомлення студентів з програмним пакетом моделювання схем Electronics Workbench і методами його використання при виконанні лабораторних робіт. Опис лабораторного обладнання, схеми дослiдження та методика обробки отриманих результатiв. Наявність у Electronics Workbench контрольно-вимірювальних приладів, за зовнішнім виглядом, органами управління та характеристиками максимально наближених до їх реальних приладів, сприяє набуттю практичних навиків роботи з найбільш розповсюдженими приладами: мультиметром, осцилографом, вимірювальним генератором та іншими.

Подано список рекомендованої літератури.

ББК 32.973

© Івано-Франківський університет права

імені Короля Данила Галицького, 2012

© О.А. Шаповал, 2012

Зміст

Стор

Передмова 8

Обгрунтування комп'ютерного моделювання електричних

та електронних схем 8

П.1. Вивчення системи моделювання Elektronics Workbench.

Структура вікон та система меню 12

П.1.1. Структура вікон EWB 12

П.1.2. Меню File 12

П.1.3. Меню Edit 13

П.1.4. Меню Circuit 14

П.1.5. Меню Window 19

П.1.6. Меню Help 19

П.1.7. Контрольні питання 19

П.2. Створення схем та бібліотеки компонентів 20

П.2.1. Технологія підготовки схем 20

П.2.1.1. Група Custom – допоміжні компоненти 23

П.2.1.2. Група Passive – пасивні компоненти 23

П.2.1.3. Група Active – активні компоненти 27

П.2.1.4. Група FET – польові транзистори 27

П.2.1.5. Група Control – комутаційні пристрої та керовані джерела 28

П.2.1.6. Група Hybrid – гібридні компоненти 29

П.2.1.7. Група Indіc – індикаторні прилади 29

П.2.1.8. Група Gates – логічні елементи 30

П.2.1.9. Група Comb’I – комбіновані цифрові компоненти 31

П.2.1.10. Група Seg'l – тригери 31

П.2.1.11. Група ІС – цифрові мікросхеми 31

П.2.2. Бібліотека компонентів EWB 5.хх 31

П.2.3. Порядок виконання роботи 36

П.2.4. Контрольні питання 37

П.3. Дослідження Контрольно-вимірювальних приладів програми

Elektronics Workbench 38

П.3.1. Основні теоретичні відомості 38

П.3.2. Мультиметр (Multimeter) 38

П.3.3. Функціональний генератор (Function Generator) 40

П.3.4. Осцилограф (Oscilloscope) 40

П.3.5. Вимірювач АЧХ та ФЧХ (Bode Plotter) 45

П.3.6. Генератор слова (Word Generator) 45

П.3.7. Функціональний генератор 47

П.3.8. Логічний аналізатор (Logic Analyzer) 48

П.3.9 Логічний перетворювач (Logic Converter) 49

П.3.10. Відмінності приладів програми EWB 5.хх 50

П.3.11. Контрольні питання 53

П.4. Дослідження елементної бази Elektronics Workbench 55

П.4.1. Джерела струму 55

П.4.2. Керовані джерела 57

П.4.3. Індикаторні прилади 58

П.4.3.1. Вольтметри та амперметри 58

П.4.3.2. Семисегментний цифровий індикатор 58

П.4.3.3. Чотиривходовий індикатор 59

П.4.3.4. Світлодіод 59

П.4.3.5. Запобіжник 59

П.4.3.6. Логічний пробник 59

П.4.3.7. Звукова сигналізація (зумер) 60

П.4.3.8. Лампа розжарювання 60

П.4.3.9. Десятисегментний індикатор 60

П.4.4. Порядок виконання роботи 62

П.4.5. Контрольні питання 62

I. Лабораторні заняття

Лабораторна робота № 1. Вимірювання основних електричних величин 64

1.1. Порядок виконання роботи 64

1.2. Обробка результатів досліду 66

1.3. Контрольні питання 66

Лабораторна робота № 2. Дослідження лінійного розгалуженого кола постійного струму 67

2.1. Основні теоретичні відомості 67

2.2. Порядок виконання роботи 69

2.3. Обробка результатів досліду 70

2.4. Контрольні питання 70

Лабораторна робота № 3. Дослідження передачі електричної енергії

постійним струмом двопровідною лінією 71

3.1. Основні теоретичні відомості 71

3.2. Порядок виконання роботи 73

3.3. Обробка результатів досліду 74

3.4. Контрольні питання 75

Лабораторна робота № 4. Дослідження лінійного нерозгалуженого

кола синусоїдного струму 76

4.1. Основні теоретичні відомості 76

4.2. Порядок виконання роботи 78

4.3. Обробка результатів досліду 80

4.4. Контрольні питання 80

Лабораторна робота № 5. Дослідження лінійного розгалуженого

кола синусоїдного струму 81

5.1. Основні теоретичні відомості 81

5.2. Порядок виконання роботи 83

5.3. Обробка результатів досліду 84

5.4. Контрольні питання 84

Лабораторна робота № 6. Дослідження трифазного кола при сполученні

фаз джерела і споживача зіркою 86

6.1. Основні теоретичні відомості 86

6.2. Порядок виконання роботи 87

6.3. Обробка результатів досліджень 88

6.4. Контрольні питання 89

Лабораторна робота № 7. Дослідження трифазного кола при сполученні

фаз споживача трикутником 90

7.1. Основні теоретичні відомості 90

7.2. Порядок виконання роботи 92

7.3. Обробка результатів досліджень 92

7.4. Контрольні питання 92

Лабораторна робота № 8. Дослідження однофазних випрямлячів 92

8.1 Основні теоретичні відомості 93

8.2. Порядок виконання роботи 96

8.3. Обробка результатів досліджень 97

8.4. Контрольні питання 97

Лабораторна робота № 9. Ємнісний фільтр на виході випрямляча 98

9.1. Основні теоретичні відомості 98

9.2. Схеми дослідження та опис їх функціонування 98

9.2.1. Прилади та елементи 98

9.3. Порядок виконання роботи 98

9.3.1. Визначення коефіцієнта пульсацій однопівперіодного випрямляча 99

9.3.2. Визначення коефіцієнта пульсацій однопівперіодного

випрямляча при зміні ємності фільтра 99

9.3.3. Визначення коефіцієнта пульсацій однопівперіодного

випрямляча при зміні струму навантаження 99

9.3.4. Визначення коефіцієнта пульсацій двопівперіодного випрямляча 99

9.4. Обробка результатів досліджень 100

9.5. Контрольні питання 100

Лабораторна робота № 10. Дослідження біполярних транзисторів 102

10.1. Основні теоретичні відомості 102

10.2. Порядок виконання роботи 109

10.3. Обробка результатів досліджень 110

10.4. Контрольні питання 110

Лабораторна робота № 11. Дослідження однокаскадного підсилювача

низької частоти із спільним емітером 111

11.1. Основні теоретичні відомості 111

11.2. Порядок виконання роботи 116

11.3. Обробка результатів досліджень 117

11.4. Контрольні питання 117

Лабораторна робота № 12. Дослідження характеристик операційних підсилювачів 118

12.1. Основні теоретичні відомості 118

12.2. Прилади та елементи 121

12.3. Порядок виконання роботи 121

12.3.1. Вимірювання вхідних струмів 121

12.3.2. Вимірювання напруги зсуву 121

12.3.3. Вимірювання вхідного та вихідного опорів 122

12.3.4. Вимірювання часу наростання вихідної напруги ОП 122

12.4. Обробка результатів досліджень 122

12.5. Контрольні питання 123