Исследование параллельных резонансных цепей

Код: 0646.01.03/ПТ.0646.05

Продолжительность:

160 мин.

Дисциплина:

“Электротехника и электроника”, Юнита №.1

Предназначено:

Для студентов по направлению информатика и ВТ в соответствии с учебным планом.

Цель:

Овладение практическими навыками исследования частотных характеристик параллельных резонансных цепей с использованием средств САПР Electronics Workbench.

Результат обучения:

После успешного завершения занятия пользователь должен:

• Уметь создавать и редактировать простейшие схемы моделирования цепей переменного тока с использованием средств САПР Electronics Workbench;

• Уметь получать амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики RLC цепей средствами САПР.

Используемые программы:

Electronics Workbench в. 5.0

План занятия:

1. Работа под руководством преподавателя. 100 минут

Исследование характеристик параллельных резонансных цепей.

2. Самостоятельная работа. 60 минут

Запуск программы:

Предполагается, что требуемые программы уже инсталлированы на диске.

(См. «Инструкцию по установке программы на ПК»)

I. Исследование характеристик параллельных резонансных цепей.

Рекомендуемое время

100 Минут

Рассмотрим схему параллельной RLC – цепи, представленной на рис. 1.

Рис. 1.

Исходные данные:

• Параметры генератора переменного напряжения:

- действующее (эффективное) значение напряжения – 10 В;

- частота колебаний – 100 Гц.

• Сопротивление резистора R = 10 КOм;

• Емкость конденсатора C = 1 ;

• Индуктивность L= 1 H.

Задача исследования:

1. Получить осциллограмму сигналов в параллельном контуре.

2. Получить амплитудно-частотную и фазочастотную характеристики.

3. Определить экспериментальным путем резонансную частоту f_Р, измерить токи в цепи и через элементы цепи, получить осциллограмму сигналов в параллельном контуре на частоте резонанса.

4. Получить осциллограмму сигналов в параллельном контуре при f<f_Р и f>f_{Р .}

Схема исследования цепи, изображенной на рис. 1, имеет вид

Рис. 2.

В схеме исследования цепи для моделирования источника синусоидальных сигналов используется генератор переменного напряжения. На схеме рис.2 к параллельному контуру RLC дополнительно подключен резистор с сопротивлением 100 Ом для преобразования тока в цепи в пропорциональное падение напряжения. Получение осциллограмм сигналов напряжения и тока в цепи производится с помощью двухлучевого осциллографа, а расчет амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик цепи производится с помощью измерителя АЧХ и ФЧХ (Боде – Плоттер). Для измерения токов в цепи применяются амперметры.

Построение схемы исследования цепи.

Запустите при помощи ярлыка на рабочем столе Windows программу Electronics Workbench.

Построение схемы рис. 2 произведем в два этапа: сначала создадим схему параллельной RLC – цепи с подключенными амперметрами, а затем последовательно подключим к ней остальные измерительные приборы.

1. Щелкните по кнопке

панели библиотек компонентов и контрольно-измерительных приборов. Из появившегося окна активных элементов вытащите пиктограмму генератора напряжения.

2. Щелкните по кнопке

панели библиотек компонентов и контрольно-измерительных приборов. Из появившегося окна индикаторов последовательно вытащите пять амперметров.

3. Разверните пиктограммы амперметров, так как показано на рис. 2. Для этого выделите амперметр (при этом он окрашивается в красный цвет) и на панели функций щелкните по кнопке поворота требуемое количество раз

.

4. Щелкните по кнопке

панели библиотек компонентов и контрольно-измерительных приборов. Из появившегося окна пассивных элементов вытащите последовательно пиктограммы индуктивности, конденсатора и двух резисторов.

5. Разверните пиктограммы индуктивности, конденсатора и резисторов, так как показано на рис. 2. Расположите методом буксировки пиктограммы элементов так, как показано на рис. 2.

6. Соедините элементы согласно рис. 2.

Примечание: Для соединения элементов друг с другом нужно аккуратно подвести курсор к одному из выводов элемента, пока не появится черная точка, и нажать кнопку мыши. Затем, удерживая нажатой кнопку перемещать мышь, подводя курсор к выводу другого элемента до тех пор, пока на его выводе не появится черная точка, после чего отпустить кнопку мыши.

7. Щелкните по кнопке

панели библиотек компонентов и контрольно-измерительных приборов. Из появившегося окна приборного отсека вытащите осциллограф и измеритель АЧХ и ФЧХ (Боде – Плоттер) и разместите их согласно рис. 2.

8. Щелкните по кнопке

панели библиотек компонентов и контрольно-измерительных приборов. Из появившегося окна активных элементов вытащите последовательно две пиктограммы заземления и разместите их согласно рис. 2.

9. Подсоедините осциллограф и измеритель АЧХ и ФЧХ (Боде – Плоттер) к земле.

10. Щелкните по кнопке

панели библиотек компонентов и контрольно-измерительных приборов. Из появившегося окна пассивных элементов последовательно вытащите точки соединения проводников

и поместите их в местах подсоединения проводников (см. рис. 2).

11. Создайте недостающие соединения и окрасьте соединительные провода: соединительный провод к клемме А - синим, а к В – красным цветами.

Примечание: Для окрашивания проводов – дважды щелкните мышью на изображении провода. В появившемся диалоговом окне Wire Properties щелкните на кнопке Site Wire Color и выберите из меню нужный цвет.

12. Покажите преподавателю созданную схему.