Ідеальний джерело постійної ЕРС (напруги). Зняття навантажувальних характеристик з допомогою амперметра і вольтметра Ідеальним (з внутрішнім опором Ri = 0) джерелом напруги називають активний елемент, напруга на затискачах якого не залежить від протікає через нього струму. Віддається потужність не обмежена, напруга на затискачах не змінюється при збільшенні струму. У EWB ідеальне джерело напруги перебуває в групі Sourse і має наступне позначення:  Завдання. Зберіть схему, подану на рис. 47. Підключіть ідеальне джерело постійної ЕРС (Е1) c допомогою ключа [1] на систему з навантажувальних резисторів (R1-R4). Розмикаючи і замикаючи ключі [5] - [8] у резисторів і вимірюючи струм і напруга, заповніть таблицю вимірювань. Повторіть цей експеримент з другим (Е2), третім (Е3) і четвертим (Е4) джерелом.  Рис. 47. Схема дослідження ідеального джерела напруги Порядок виконання 1. Підготовка схеми вимірювання Із групи компонентів Sourse (рис. 3)  вибрати 4 ідеальних джерела ЕРС і помістити їх на робочий стіл, розташувавши як показано на рис. 47. Клацнувши правою кнопкою миші по елементу і вибравши в меню, що (рис. 12) команду Component Properties, у вікні (рис. 13) задати величину ЕРС і позначення джерела (як вказано на рис. 47). Повторити цю операцію для всіх компонентів. Вибравши опцію Schematic Options з меню Circuit (рис. 4) або з вікна динамічного меню (рис. 5), встановити бажаний розмір, стиль і колір шрифту. З групи компонентів Basic  вибрати 4 резистора і 4 перемикача, помістити їх на робочий стіл, повернути командою Rotate (рис. 12) і розташувати як показано на рис. 47. За допомогою описаної вище процедури задати величину опорів і їх позначення згідно з рис. 47, а також параметр Value (рис. 13) перемикачів. Значення параметра відповідає клавіші, за допомогою якої буде переключатися перемикач. З групи компонентів Controls  вибрати амперметр і вольтметр, помістити їх на робочий стіл і розташувати як показано на ріс.47. За допомогою описаної вище процедури задати величини внутрішніх опорів приладів (дуже великий опір для вольтметра і дуже маленьке опір для амперметра), вибрати вид вимірюваного струму DC (постійний) та їх позначення відповідно до рис. 47. Після цього з'єднати компоненти провідниками у відповідності зі схемою на рис. 47. 2.Ізмеренія Перемикачем [1] підключити джерело Е1, перемикачем [5] - опір R1. Запустити моделювання командою Activate меню Analysis (рис. 26) або кнопкою (рис. 1)  Отримані результати вимірювань занести в таблицю. Повторити вимірювання, по черзі за допомогою перемикачів [6] - [8] підключаючи резистори R2-R4. Результати вимірювань занести в таблицю. Повторити зазначений цикл вимірювань для джерел Е2-Е4. Результати вимірювань занести в таблицю: Джерело до ЭДС | Напруга V1, Вольт | Ток А1, Ампер | R1= 1 Ом | R2=10 Ом | R3=50 Ом | R4=100 Ом | Е1 | | | | | | Е2 | | | | | | Е3 | | | | | | Е4 | | | | | | Аналіз результатів За результатами вимірювань побудувати характеристики навантажень ідеальних джерел постійної ЕРС. Робота № 2 Ідеальний джерело струму. Зняття навантажувальних характеристик з допомогою амперметра і вольтметра Ідеальним (з внутрішнім опором Ri =) джерелом струму називають активний елемент, сила струму якого не залежить від напруги його на затискачах. Миттєва потужність джерела не обмежена. У EWB ідеальне джерело напруги перебуває в групі Sourse і має наступне позначення  Завдання. Зібрати схему, подану на рис. 48. Підключити ідеальне джерело струму (I1) c допомогою ключа [1] на систему з навантажувальних резисторів (R1-R4). Розмикаючи і замикаючи ключі [5] - [8] у резисторів і вимірюючи струм і напруга, заповнити таблицю вимірювань. Повторити цей експеримент з другим (I2), третім (I3) і четвертим (I4) джерелом струму. Порядок виконання. Порядок виконання аналогічний викладеному в роботі № 1. Результати вимірювань занести в таблицю: Джерел струму | Напруга V1, Вольт | Ток А1, Ампер | R1= 1 Ом | R2=5 Ом | R3=10 Ом | R4=20 Ом | I1 | | | | | | I2 | | | | | | I3 | | | | | | I4 | | | | | |  Рис. 48. Схема дослідження ідеального джерела струму Аналіз результатів За результатами вимірювань побудувати характеристики навантажень ідеальних джерел постійної ЕРС. Робота № 3 Модель джерела обмеженої потужності. Зняття навантажувальних характеристик Модель джерела обмеженої потужності (неідеального джерела) може бути створена двома способами - включаючи опір Ri послідовно з ідеальним джерелом напруги або паралельно з ідеальним джерелом струму (Ri - внутрішній опір джерела):  Завдання. Зібрати схему, подану на рис. 49. Підключити джерело напруги c допомогою ключа [1] на систему з навантажувальних резисторів (R1-R4). Розмикаючи і замикаючи ключі [5] - [8] у резисторів і вимірюючи струм і напруга, заповнити таблицю вимірів : Джерело напруги | Опір | Напруга V1, Вольт | Струм А1, Ампер | R1 = 0,1 Ом | | | R2 = 1 Ом | | | R3 = 10 Ом | | | R4 = 100 Ом | | |  Рис. 49. Схема дослідження джерел обмеженою потужності Повторити цей експеримент з джерелом струму (ключ [2]). Результати занести в таблицю вимірювань Джерело струму | Опір | Напруга V1, Вольт | Струм А1, Ампер | R1 = 0,1 Ом | | | R2 = 1 Ом | | | R3 = 10 Ом | | | R4 = 100 Ом | | | Аналіз результатів За результатами вимірювань побудувати характеристики навантажень джерел обмеженої потужності. Робота № 4 Залежні джерела напруги та струму. Зняття навантажувальних характеристик Реальні радіоелектронні пристрої (наприклад, підсилювачі) при теоретичному розгляді представляються джерелами. Характерною особливістю таких джерел є залежність їх ЕРС або струму від вхідного сигналу. Розрізняють залежні джерела напруги, керовані напругою Е (Uвх) та струмом Е (Iвх), і залежні джерела струму, керовані напругою I (Uвх) та струмом I (Iвх). У EWB залежні джерела напруги та струму знаходяться в групі Sourse і мають наступні позначення:  Параметр близько позначення компонентів називається коефіцієнтом передачі і характеризує ступінь впливу вхідної напруги (або струму) на вихідну напругу (або струм). Наприклад, коефіцієнт передачі 1 = 1V (вольт) / 1А (ампер) означає, що при зміні керуючого струму на 1 АW вихідна напруга зміниться на 1 V. Завдання. Зібрати схему, подану на рис. 50. Підключити керуючий джерело напруги Е1 з допомогою ключа [1] до ланцюга управління залежного джерела напруги Eupr. По черзі розмикаючи і замикаючи ключі [5] - [8] у навантажувальних резисторів R1-R4 і вимірюючи струм і напруга, занести результати в таблицю вимірювань.  Рис. 50. Схема дослідження залежного джерела напруги Повторити цей експеримент для керуючих джерел напруги Е2, Е3 і Е4, по черзі підключаючи їх за допомогою ключів [2] - [4] до ланцюга управління залежного джерела напруги Eupr. Результати занести в таблицю вимірів: Керуюче джерело, коофіцієнт передачі | | R1= 1 Ом | R2= 10 Ом | R3= 50 Ом | R4= 100 Ом | Е1=8 В 2V/V | Напруга V1, Вольт | | | | | Струм А1, Ампер | | | | | E2=4 B 2V/V | Напруга V1, Вольт | | | | | струм А1, Ампер | | | | | E3=2 B 2V/V | Напруга V1, Вольт | | | | | Струм А1, Ампер | | | | | E4= 1 B 2V/V | Напруга V1, Вольт | | | | | Струм А1, Ампер | | | | | Аналіз результатів За результатами вимірювань побудувати характеристики навантажень залежного джерела напруги. Робота № 5 Індуктивність Індуктивність - ідеалізований елемент, здатний запасати енергію магнітного поля. Струм в індуктивності пов'язаний з напругою на її затискачах наступними співвідношеннями  Кількісно індуктивність L виражається в генрі. У EWB індуктивність знаходиться в групі Basic і має наступне позначення  Завдання. Зберіть схему, подану на рис. 51, і вивчіть вплив величини індуктивності на характер процесів.  Рис. 51. Схема дослідження індуктивності Порядок виконання 1. Підготовка схеми вимірювання. Зібрати схему, подану на рис. 51. Лінії, що йдуть до осцилографа, зробити різного кольору, щоб 2 криві чітко розрізняти на екрані (рис. 16). Двічі клацнути лівою клавішею миші по зображенню генератора. На екрані з'явиться передня панель генератора (рис. 22). Перетягнути мишею панель на вільне місце екрана. Вибрати вид сигналу - прямокутні імпульси, встановити частоту 10 кГц, коефіцієнт заповнення 50% і амплітуду 10 В. Двічі клацнути лівою клавішею миші по зображенню осцилографа. На екрані з'явиться передня панель осцилографа (рис. 23). Перетягнути мишею панель на вільне місце екрана. Встановити режими AUTO, Y / T, чутливість каналів А і В 5V/Div, тривалість розгортки 0,02 ms / div. 2. Виміри. Перемикачем [1] підключити індуктивність L1, Запустити моделювання командою Activate меню Analysis (рис.26) або кнопкою (рис. 1).  На екрані осцилографа з'являться 2 криві. Перша крива - вхідна напруга на індуктивності (подається на канал А). Друга крива - напруга на опорі R1. Оскільки напруга у вольтах на резисторі 1 Ом чисельно дорівнює струму через резистор в амперах (I = U / R = U / 1 = U), то з екрана осцилографа можна безпосередньо зчитувати значення струму через індуктивність. Зупинити режим аналізу. На екрані збережуться осцилограми напруги на індуктивності і струму через неї. Кнопкою Expand на передній панелі осцилографа збільшити розмір панелі (рис. 52). На рис. 52 крива 1 - напруга на індуктивності, крива 2 - струм через індуктивність Замалювати осцилограми, виміряти параметри сигналів. Для цього за трикутні вушка (вони позначені також цифрами 1 і 2) курсором перетягнути вертикальні візирні лінії (синього і червоного кольору) в точки початку і кінця одного з імпульсів (рис. 52). Результати вимірювань представлені в правому віконці під екраном. Тут: - (Т2-Т1) - тривалість імпульсу; - (VA2-VA1) - амплітудне значення сигналу, що подається на канал А (крива 1); - (VB2-VB1) - амплітудне значення сигналу, що подається на канал В (крива 2). Перемикачем [2] підключити індуктивність L2 і повторити процедуру вимірювань. Повторити вимірювання для L3, L4. Зі збільшенням індуктивності амплітуда кривій 2 буде зменшуватися. Для зручності спостереження можна збільшити чутливість каналу В (для L4 рекомендоване значення чутливості 100 mV / Div).  Рис. 52. Вимірювання параметрів процесів Аналіз результатів Порівняйте розрахункове значення струму через індуктивність з експериментальними результатами.
Робота № 6 Ємність Ємність - ідеалізований елемент, здатний запасати енергію електричного поля. Струм в ємності пов'язаний з напругою на її затискачах наступними співвідношеннями  У EWB індуктивність знаходиться в групі Basic і має наступне позначення:  Завдання. Зберіть схему, подану на рис. 53, і вивчіть вплив величини ємності на характер процесів. Порядок виконання. Порядок виконання аналогічний викладеному в роботі № 5.  Рис. 53. Схема дослідження місткості Аналіз результатів Проведіть порівняльний аналіз результатів, отриманих для ємності й індуктивності (робота № 5). Література
1. Карлащук В.І. Електронна лабораторія на IBM PC. Програма Electronics Workbench і її застосування. - М.: Изд. «Солон-Р», 2001. - 726 с. 2.Попов В.І. Основи теорії кіл. - М.: Вища школа, 2000. - 576 с. Зміст | Підготовка хем | | | Контрольно-вимірюючі пристрої | | | Моделювання електричних схем | | | Робота № 1.Ідеальне джерело постійного ЕДС | | | Робота № 2. Ідеальне джерело струму | | | Робота № 3. Модель джерела обмеженої потужності | | | Робота № 4. Залежність джерела напруги і струму | | | Робота № 5. Індуктивність | | | Робота № 6. Ємність | | | Література | | |