§7. Исследование трёхфазных электрических цепей перемен- ного тока

Известно, что трёхфазные электрические цепи переменного тока нашли широкое применение в электротехнике, электроэнергетике, элек-

_{троприводах. В}

_{трёхфазных цепях, изучаемых}

_{в курсе}

_{теоретических}

_{основ электротехники,}

_{рассматривают}

_{два основных режима: симмет-}

ричный и несимметричный.

Программа EWB имеет все необходимые инструменты для анали-

_{за любых режимов трёхфазных цепей. На рис. 1.40 приведён пример}

_{линейной трёхфазной}

_{симметричной цепи с реактивными элементами.}

Как видно из показаний осциллографа сдвиг по фазе 120° между двумя напряжениями соответствует ожидаемому.

Рис. 1.40

§8. Исследование аналоговых схем на операционных усилителях

_{Среди аналоговых}

_схем

_{можно выделить}

_{схемы на пассивных}

_{RLC-элементах, схемы}

_{на полупроводниковых элементах – транзисто-}

рах, тиристорах, диодах, схемы на операционных усилителях.

На операционных усилителях возможно выполнение регуляторов различных типов для систем автоматики и электропривода, интеграто-

ров, дифференцирующих усилителей, задатчиков интенсивности.

На рис. 1. 41 показан пример работы интегратора на операционном уси- лителе. На вход схемы подаётся симметричный прямоугольный сигнал частотой 50 Гц, который интегратором преобразуется в треугольный

той же частоты.

Рис. 1. 41

§9. Исследование дискретных и цифровых схем

_{Дискретные и}

_{цифровые}

_{микросхемы}

_как

_{большая группа элек-}

тронных приборов включают в себя логические микросхемы (И, ИЛИ, НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ, исключающее ИЛИ), триггеры (RS, JK, D), счётчи- ки, регистры, мультиплексоры, демультиплексоры, аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи.

_{На базе типовых}

_{логических микросхем возможно построение}

_{сложных логических устройств. На рис.}

_{1. 42 показана}

_{работа логиче-}

_{ских микросхем на базе}

_{ТТЛ-логики, требующей напряжения 5}

_{В для}

задания логической единицы и 0 В для задания логического нуля. Пока- зано, что 1 на выходе схемы логического «И» (AND) появляется только тогда, когда на оба входа поданы 1, а 0 на выходе схемы логического

«ИЛИ» (OR) появляется только при условии подачи на оба входа 0.

Рис. 1. 42

Глава 5. Практическая работа «моделирование типовых электронных схем в программе «electronics workbench»

Цель работы: получение практических навыков исследования ди- намики, статики и частотных характеристик электронных схем в про- грамме EWB.

_{Работа выполняется}

_каждым

_{студентом}

_{самостоятельно. Номер}

варианта определяется по студента.

последней цифре номера зачётной

книжки

_{Программа работы}

_{Задание 1.}

_{С применением}

_{программы EWB}

_{получить}

_прямые

ветви вольтамперных характеристик диода и стабилитрона (диода Зене-

ра), указанных в табл. 1.3.

_{Таблица 1.3}

Вариант	Стабилитрон	Диод
1	1N4733	1N4001
2	1N4370A	1N4118
3	1N4371A	1N3064
4	1N4372A	1N4009
5	1N4678	1N4148
6	1N4681	1N4149
7	1N4728A	1N4150
8	1N4729A	1N4151
9	1N4730A	1N4152
10	1N4731A	1N4153

_{Прямые ветви ВАХ диода и стабилитрона снимаются с примене-}

_{нием источника тока. Величины тока}

_{источника составляют 0, 1, 2, 5,}

_{10, 15 и 20 мА. Заполнить табл. 1.4 для ВАХ стабилитрона и ВАХ дио-}

да. По данным полученной таблицы программы «Microsoft Office Excel».

построить ВАХ с применением

_{Таблица 1.4}

Прямая ветвь ВАХ диода Ток источника, мА
U, мВ	0 1 2 5 10 15 20
Прямая ветвь ВАХ стабилитрона Ток источника, мА
U, мВ	0 1 2 5 10 15 20

_{Задание 2. С применением программы EWB}

_{получить и в про-}

грамме Excel построить семейство выходных вольтамперных характе-

_ристик

_{I = f (U )}

^{к кэ I}_б ^{= const}

_{биполярного транзистора, согласно варианта, приведённого в табл. 1.5.}

Характеристики снимаются

при трёх значениях тока базы

^I_б1 ^{= 5 мА ,}

^I_{б 2} ^{= 10 мА ,}

^I_{б 3} ^{= 20 мА .}

_{Таблица 1.5}

Вариант	Тип транзи- стора
1	2N2218
2	2N3904
3	2N4401
4	BD537
5	BD535
6	BD533
7	BD501B
8	BD550
9	BD243
10	BD241

Заполнить табл. 1.6.

_{Таблица 1.6}

		Uкэ, В
		0.1		0.3	0.5		1		2		3
Iб1 = 5 мА	Iкэ, А
Iб2 = 10 мА	Iкэ, А
Iб3 = 20 мА	Iкэ, А

Задание 3. Собрать в программе «Electronics Workbench» усили- тель переменного тока по схеме, указанной на рис. 1. 19, с применением транзистора, указанного в табл. 1.5, подключив все необходимые при- боры: функциональный генератор (Function Generator), осциллограф (Oscilloscope), анализатор частотных характеристик (Bode Plotter).

Определить, используя анализатор частотных характеристик

_{(Bode Plotter):}

– среднюю частоту полосы пропускания

^f_ср ^;

– нижнюю граничную частоту полосы пропускания

– верхнюю граничную частоту полосы пропускания

^fнижн ^;

^f_верхн ^;

_{– коэффициент усиления по напряжению в рассматриваемой}

^{схеме в относительных единицах k}_U

^{и в децибелах L}_U

на нижней,

средней и верхней частоте полосы пропускания;

– величину отставания по фазе ϕ выходного сигнала относитель- но входного на нижней, средней и верхней частоте полосы пропуска- ния;

_{Определить, используя осциллограф (Oscilloscope):}

^{– величины k}_U

и ϕ при

^f_нижн ^,

^f_ср ^,

^f_верхн ^;

– вычислить L_U

= 20 lg k_U

при

^f_нижн ^,

^f_ср ^,

^f_верхн ^.

Заполнить табл. 1.7.

_{Таблица 1.7}

Измерительный прибор	Параметры усилителя	Частоты, кГц
		fнижн = ...	fср = ...	fверхн = ...
анализатор час- тотных харак- теристик	kU , о. е.
	LU , дб
	ϕ , град
осциллограф	kU , о. е.
	LU , дб
	ϕ , град

Задание 4. Собрать схему электропривода постоянного тока с транзисторным ключом (рис. 1.30). Необходимо определить время пе- реходного процесса скорости двигателя при скважности включения

_{транзисторного ключа Duty}

_{Cycle, взятой из табл. 1.8. Время разгона}

или время переходного процесса скорости двигателя равно времени, за которое скорость двигателя достигнет 95% от установившегося зна- чения (при отсутствии перерулирования).

Таблица 1.8

Вариант	Duty Cycle, %
1	25
2	30
3	35
4	40
5	45
6	50
7	55
8	60
9	65
10	70

Задание 5. Для линейной электрической цепи, содержащей ис- точники ЭДС и тока (рис. 1.31), с численными данными из таблицы 1.1 определить токи во всех ветвях и напряжения на всех резисторах.

_{Таблица 1.9}

Вариант	E1, В	E 2, В	J1, А	R1, Ом	R2, Ом	R3, Ом	R4, Ом	R5, Ом	R6, Ом
1	12	6	3	1	2	3	5	4	3
2	24	12	3	6	3	2	1	4	2
3	6	3	1	5	6	5	2	1	3
4	18	12	3	4	3	2	4	1	1
5	20	15	6	1	2	2	1	4	4
6	15	3	1	5	4	3	2	2	1
7	18	6	3	6	5	3	2	1	1
8	12	3	3	1	1	2	2	3	4
9	15	6	1	4	5	4	5	6	1
10	24	18	6	1	6	1	5	2	4

Задание 6. Для однофазного мостового выпрямителя с LC- фильтром низких частот на выходе (рис. 1. 34) определить размах пуль- саций напряжения на нагрузке. Размах пульсаций определяется как раз-

_ница

_{между максимальной и минимальной величинами напряжения по}

показаниям осциллографа. Численные данные для ёмкости конденсато-

ра фильтра и сопротивления нагрузки взять из табл. 1.10.

Таблица 1.10

Вариант	C1, мкФ	R1, кОм
1	0.1	10
2	0.33	10
3	1	10
4	3.3	10
5	10	10
6	0.1	1
7	0.33	1
8	1	1
9	3.3	1
10	10	1

Задание 7. Для двухзвенного симметричного нагруженного LC- фильтром низких частот (рис. 1.38) определить координаты двух точек резонанса (например точка 1 с координатами 113 Гц и 1.252 дБ). Пара-

_{метры R1, R2, R3, L1 и L2 такие же, как}

_{на схеме, собранной в EWB}

(рис. 1.39). Численные данные для ёмкости конденсаторов фильтра (C1

_{= C2 = C) взять из табл. 1.11.}

_{Таблица 1.11}

Вариант	C, мкФ
1	2.2
2	5
3	7
4	10
5	22.4
6	50
7	70.7
8	100
9	224
10	500

_{Содержание отчёта по работе}

ния,

1. Цель работы.

2. Решение заданий 1…7, включая

- текст задания,

- поясняющий рисунок,

- заполненные таблицы, если это требуется по тексту зада-

- численный ответ (или ответы).

3. Выводы по работе.