Файл: Лабораторная работа 1 Исследование элементов электрических цепей Цель.pdf

Лабораторная работа №1
Исследование элементов электрических цепей
Цель
работы:
Анализ вольтамперных характеристик пассивных двухполюсников резистивного типа.
Элементы электрической цепи.
Название
Символ
Где находится
Источник напряжения
V1
2 V
Вкладка Sources → POWER_SOURCES →
DC_POWER
Источник тока
I1
0.1 A
Вкладка Sources →
SIGNAL_CURRENT_SOURCES →
DC_CURRENT
Сопротивление
R1
100mΩ
Вкладка Basic → RESISTOR
Земля
Вкладка Sources → POWER_SOURCES →
GRAUND
Ключ
J1
Key = 1
Вкладка Basic → SWITCH → SPST
Приборы:
Название
Символ
Где находится
Вольтметр
U2
DC 10TOhm
-2.000
V
+
-
Вкладка Indicators → VOLTMETR →
VOLTMETR_V
Амперметр
U3
DC 1e-009pOhm
7.000
A
+
-
Вкладка Indicators → AMMETR →
AMMETR_H

Краткие сведения из теории
Элементы электрической цепи можно разделить на элементы, генерирующие энергию (источники питания, активные элементы), элементы, преобразующие электромагнитную энергию в другие формы энергии
(резистивные элементы). Свойства первых двух групп элементов можно описывать зависимостями тока через них от напряжения (вольтамперными характеристиками). Исследовать их свойства можно, применяя сигналы, не изменяющиеся во времени.
Независимые идеальные источники питания.
Простейшими источниками питания в электротехнике являются идеальные источники тока и напряжения. Они имеют бесконечно большую мощность.
Порядок проведения экспериментов
Эксперимент 1. Идеальный источник постоянной ЭДС.
Снятие вольтамперных характеристик с помощью амперметра и вольтметра. Соберите в Multisim схему, показанную на рис. 1. Значения источников напряжения установите согласно вашему варианту (таблица 3).
Подключите идеальный источник постоянной ЭДС на систему из нескольких нагрузочных резисторов. Значения идеальных источников напряжения установите согласно вашему варианту. Размыкая и замыкая ключи у резисторов, и измеряя ток и напряжение, заполните таблицу 1.
Постройте внешние характеристики идеальных источников ЭДС.

R1
100mΩ
R2
1Ω
R3
10Ω
R4
100Ω
R5
1kΩ
V1
V2
V3
V4
U1
DC 1e-009pOhm
20.000
A
+
-
U2
DC 10TOhm
-2.000
V
+
-
J2
Key = 2
J3
Key = 3
J4
Key = 4
J6
Key = 6
J7
Key = 7
J8
Key = 8
J9
Key = 9
J5
Key = 5
J1
Key = 1
Рисунок 1
Таблица 1
Сопротивление, Ом
0,1 1
10 100 1000
Замкнуть ключи, остальные разомкнуть
J1, J5
J1, J6
J1, J7
J1, J8
J1, J9
Ток источника V1, А
Напряжение на V1, В
Замкнуть ключи, остальные разомкнуть
J2, J5
J2, J6
J2, J7
J2, J8
J2, J9
Ток источника V2, А
Напряжение на V2, В
Замкнуть ключи, остальные разомкнуть
J3, J5
J3, J6
J3, J7
J3, J8
J3, J9
Ток источника V3, А
Напряжение на V3, В
Замкнуть ключи, остальные разомкнуть
J4, J5
J4, J6
J4, J7
J4, J8
J4, J9
Ток источника V4, А
Напряжение на V4, В

Эксперимент 2. Идеальный источник постоянного тока.
Снятие вольтамперных характеристик с помощью амперметра и вольтметра. Соберите в Multisim схему, показанную на рис. 2. Значения источников напряжения установите согласно вашему варианту (таблица 3).
Подключите идеальный источник постоянного тока на систему из нескольких нагрузочных резисторов. Значения идеальных источников напряжения установите согласно вашему варианту. Размыкая и замыкая ключи у резисторов, и измеряя ток и напряжение, заполните таблицу 2.
Постройте внешнюю характеристику идеального источника тока.
R6
100mΩ
R7
1Ω
R8
10Ω
R9
100Ω
R10
1kΩ
U3
DC 1e-009pOhm
0.000
A
+
-
U4
DC 10TOhm
0.000
V
+
-
I1
I2
I3
I4
14 A
J10
Key = A
J11
Key = B
J12
Key = C
J13
Key = D
J14
Key = E
J15
Key = F
J16
Key = G
J17
Key = H
J18
Key = J
Рисунок 2
Таблица 2
Сопротивление, Ом
0,1 1
10 100 1000
Замкнуть ключи, остальные разомкнуть
J11, J12,
J13, J14
J11, J12,
J13, J15
J11, J12,
J13, J16
J11, J12,
J13, J17
J11, J12,
J13, J18
Ток источника I1, А
Напряжение на I1, В
Замкнуть ключи, остальные разомкнуть
J10, J12,
J13, J14
J10, J12,
J13, J15
J10, J12,
J13, J16
J10, J12,
J13, J17
J10, J12,
J13, J18
Ток источника I2, А
Напряжение на I2, В
Замкнуть ключи, остальные разомкнуть
J10, J11,
J13, J14
J10, J11,
J13, J15
J10, J11,
J13, J16
J10, J11,
J13, J17
J10, J11,
J13, J18
Ток источника I3, А
Напряжение на I3, В
Замкнуть ключи, остальные разомкнуть
J10, J11,
J12, J14
J10, J11,
J12, J15
J10, J11,
J12, J16
J10, J11,
J12, J17
J10, J11,
J12, J18
Ток источника I4, А
Напряжение на I4, В

Таблица 3
№ Варианта
Значения источников напряжения для эксперимента №1
Значения источников тока для эксперимента №2
V1
V2
V3
V4
I1
I2
I3
I4 1
2 9
11 20 0,1 7
2 14 2
3 6
14 16 0,2 6
3 12 3
1 6
12 18 0,2 6
1 12 4
5 7
15 18 0,9 7
4 14 5
3 6
15 19 0,6 9
2 13 6
2 8
11 17 0,9 9
3 14 7
3 8
12 20 0,9 6
1 15 8
3 10 13 17 0,6 8
4 13 9
3 8
12 20 0,4 5
3 11 10 4
9 14 17 0,8 8
5 12 11 4
7 13 16 0,2 5
3 15 12 4
7 11 17 0,4 8
1 11 13 5
9 11 16 0,9 6
5 13 14 3
8 13 16 0,8 9
5 13 15 5
6 14 19 0,8 6
5 12 16 5
9 12 20 0,9 9
2 13 17 4
6 15 19 0,2 5
2 12 18 4
10 11 17 0,9 6
2 14 19 4
8 14 20 0,4 5
5 15 20 3
10 14 20 0,2 9
4 12 21 2
7 15 17 0,7 7
2 10 22 1
7 11 19 0,5 9
1 12 23 3
6 14 16 0,6 8
5 15 24 1
6 13 18 0,5 8
3 10 25 3
10 12 19 0,9 7
1 10 26 2
9 19 16 0,4 9
3 5
27 3
4 15 17 0,8 6
2 1
28 2
6 11 15 0,3 6
4 12 29 1
5 13 16 0,7 7
2 14 30 4
9 12 20 0,1 6
2 11
Вопросы:
1. Перечислите все возможные типы источников ЭДС, имеющиеся в программе Multisim. Каковы их свойства и условные обозначения?
2. Чему равно внутреннее сопротивление идеального источника ЭДС и как его определить?
3. Перечислите все возможные типы источников тока, имеющиеся в программе Multisim. Каковы их свойства и условные обозначения?
4. Чему равно внутреннее сопротивление идеального источника тока и как его определить?
5. Чем отличаются неидеальные источники энергии от идеальных?

6. Как осуществить эквивалентное преобразование неидеального источника напряжения в неидеальный источник тока и обратное преобразование?
Отчет должен содержать:
1. Название лабораторной работы.
2. № варианта.
3. Исходные данные (согласно варианта).
4. Цель лабораторной работы.
5. Ход работы.
6. Результаты экспериментов, включая схемы.
7. Вопросы и ответы на вопросы (развёрнутые).
8. Вывод о проделанной работе.