Файл: Руководство по выполнению базовых экспериментов эцпет. 001 Рбэ (902) 2006.doc

Рис 1.16
На любой из пяти входов осциллографа можно подать сигнал с любого входа коннектора. При этом в окне входа осциллографа появляется соответствующее обозначение входа коннектора (виртуального прибора) и появляется луч на экране, цвет которого соответствует цвету фона переключателя исследуемого сигнала.

Масштаб изображения по вертикали устанавливается автоматически и изменяется ступенчато при изменении амплитуды сигнала, но его можно зафиксировать, нажав на кнопку фиксации масштаба (рис.1.16). После этого он меняться не будет. Предусмотрено и ручное плавное изменение масштаба внутри ступени.

О

рганы управления горизонтальным перемещением луча показаны на рис.1.17.
Рис.1.17
В правом верхнем углу осциллографа (рис. 1.13) имеется движок управления степенью сглаживания фильтра (появляется только при его включении), а также меню изменения характеристик графика: непрерывный, ступенчатый, гистограмма, точечный, размер и форма точек, толщина линий и т.п. Меню открывается при щелчке на любом из изображенных там пяти лучей

Рис.1.18
Кнопка «Записать в файл» позволяет записать в файл таблицу мгновенных значений всех подключенных сигналов за один период измерения. Затем их можно прочитать и обработать в программах MathCAD, Excel, Origin и др. После щелчка на этой кнопке появляется окно диалога (рис. 1.18), в котором нужно выбрать диск, папку и имя файла, в который Вы хотите записать данные и. Выбрав имя файла нажмите клавишу «Сохранить»

1
.1.15. Виртуальный псевдоаналоговый прибор

Для наблюдения динамики изменения измеряемой величины более удобным является стрелочный прибор. Поэтому в комплексе «ВП ТОЭ» имеется псевдоаналоговый стрелочный прибор, который может дублировать показания любого из рассмотренных выше цифровых приборов (рис.1.6.8).

Рис.1.19

Он открывается щелчком мыши на строке «Аналоговый прибор» в меню блока «Приборы I» и подключается к любому из восьми приборов х1…х8. На нем имеется также окно выбора типа шкалы и клавиша «Инерционный – Безинерционный», с помощью которой можно замедлить или ускорить движение стрелки. Шкала прибора перенастраивается автоматически при выходе стрелки за ее пределы. Показание стрелки дублируется в цифровом виде в специальном окне прибора.

1.1.16. Виртуальный прибор «Ключ»

Виртуальный прибор «Ключ» предназначен для управления электронными ключами, транзисторами, тиристорами и другими приборами, работающими в ключевом режиме.

Он открывается щелчком на строке «Ключ» в меню блока «Приборы I». Его вид показан на рис. 1.20.

Рис. 1.20
После включения прибора необходимо установить исходное состояние ключей в окнах «Ключ 1» и «Ключ 2». Значение 1 в окне первого ключа соответствует наличию сигнала управления +5В на контакте 4 относительно общего контакта 7 разъема «Управление ключом» на коннекторе, значение 0 – отсутствию сигнала. Значение 1 в окне второго ключа соответствует наличию сигнала +5В на контакте 8 разъема, 0 – отсутствию сигнала. После того, как исходные состояния установлены, они переключаются каждый раз при нажатии клавиши «Переключить».

1.2. Экспериментальная часть

Задание
В электрической цепи с параллельным соединением резистора, конденсатора и катушки индуктивности (рис.1.7.1), проведите измерение тока, напряжения, активной и реактивной мощности цепи.

Рис.1.7.1
Порядок выполнения эксперимента

Соберите цепь согласно схеме (рис.1.7.2), включив в нее вместо измерительных приборов соответствующие гнезда коннектора, подсоедините регулируемый источник синусоидального напряжения и установите с помощью мультиметра его параметры: U вблизи нуля, f = 1 кГц.

Рис. 1.7.2

Для проведения измерений тока, напряжения, активной и реактивной мощностей воспользуйтесь виртуальными измерительными приборами. Для этого приведите персональный компьютер в рабочее состояние. Запустите программу «ВП ТОЭ», откройте меню и выберите из него пункт «Приборы II».
Сделайте необходимые «подключения» виртуальных приборов к коннектору, установите род измеряемых величин и пределы измерения основного блока приборов:

V0 – действующее – 20 В

А1/А2 – действующее – 100 мА

А3/А4 - действующее – 100 мА

Увеличьте напряжение источника до 5В и убедитесь, что пределы измерений всех приборов установлены верно. При необходимости скорректируйте их.
В блоке «Приборы II» выберите из меню приборы «Активная мощность» и «Реактивная мощность» и «подключите» их к V0 и А1 (тем самым на входы ватт- и варметра подаются напряжение U источника питания и ток I, потребляемый от него всей цепью).
Запишите результаты измерений в табл. 1.1.

Таблица 1.1

U, B	I, A	I_L, A	I_C, A	I_R, A	P, Вт	Q, Вар

Вопрос: Почему I  I_R + I_L + I_C?
Ответ: …..
Вопрос: Почему здесь Q>0 и в каком случае Q будет иметь отрицательное значение?
Ответ: …..

2. Параметры синусоидального напряжения (тока)

2.1. Общие сведения

Переменный ток, в противоположность постоянному току, периодически меняет свое направление. Кривая (функция) переменного тока или напряжения, соответственно, может иметь различную форму. На рис. 2.1 показаны

Рис. 2.1
некоторые из типичных для электротехники и электроники функций. Кроме того, различают однофазные и многофазные переменные напряжения и токи. Например, электроснабжение массовых потребителей осуществляется, как правило, посредством трехфазного тока.

Последующие эксперименты ограничены синусоидальными напряжениями, которые наиболее часто встречаются в электротехнике и электронике.

Эксперименты затрагивают такие параметры как частота, амплитуда, среднеквадратическое (действующее) значение, фазовый сдвиг (угол) и мощность.

Опыты с трехфазными токами проводятся отдельно (разд. 7).

На рис. 2.2 показаны напряжение и ток, как синусоидальные функции времени.

Рис. 2.2
В течение одного периода T напряжение последовательно оказывается равным нулю, положительному максимуму (амплитудное значение) U_m, затем нулю, отрицательному максимуму и снова нулю.

Аналогично выглядит график изменения тока, но в общем случае он может быть сдвинут во времени относительно напряжения (отставать от напряжения или опережать его).

Мгновенные значения синусоидальных напряжения u и тока i выражаются так:

u = U_m sin (t+_u) , i = I_m  sin (t+_i) ,
где _uи _i – начальные фазы напряжения и тока.

Разность фаз напряжения и тока (фазовый сдвиг):
 =

_u- _i.
Другие параметры синусоидальных величин и формулы для их вычисления приведены ниже.

Частота fв Герцах (Гц) выражается как число периодов в секунду
f = 1  T.
Угловая частота в рад  с равна
 = 2   f .
Действующие значения синусоидальных тока и напряжения равны
I = I_m/ 2, U = U_m / 2 .