По учебной дисциплине ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА

  МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ   «ЧЕРЕПОВЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»   Инженерно-технический институт Кафедра электропривода и электротехники ELECTRONICS WORKBENCH ПРАКТИКУМ ВИРТУАЛЬНЫХ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ по учебной дисциплине «ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА» Для студентов ЧГУ   ЧЕРЕПОВЕЦ Нохрин А. Н., Кудрявцева А.К. Electronics workbench Практикум виртуальных лабораторных работ по уч. дисциплине «Электротехника и электроника». Череповец: ЧГУ, 2009 г.   Лабораторный практикум направлен на закрепление и углубление знаний студентов по наиболее важным разделам дисциплины «Электротехника и электроника». Наряду с общими методическими рекомендациями по выполнению лабораторных работ в пособии приведены краткие сведения о программе Electronics workbench и теоретические положения по тематике работ, схемы, рисунки, требования к содержанию отчета и т. д. Пособие в полном объеме может быть применено для проведения лабораторных работ по дисциплинам «Теоретические основы электротехники» и «Общая электротехника и электроника».     Научный редактор Кочнев Н. В., канд. техн. наук, доцент.     Рецензенты: Кученков Е.К., канд. техн. наук, доцент, Белкова С.В. доцент кафедры ЭП и ЭТ.    
ВВЕДЕНИЕ Система Electronics Workbench, разработанная фирмой Interactive Image Technologies обеспечивает возможность выполнения виртуальных лабораторных работ по электротехнике и электронике, но предполагает овладение необходимыми правилами и приёмами работы с ней. Пособие направлено на оказание помощи студентам в быстром освоении программы. В нем в сжатой форме приведены возможности системы схемотехнического моделирования, определены место, содержание и правила применения моделей элементов и приборов, приемы моделирования и исследования схем. Освоение этой информации позволит студентам легко перейти к проведению экспериментов в схемах, построенных на базе имеющихся в программе моделей идеальных и реальных элементов. Пособие содержит методические указания к лабораторным работам в рамках изучаемых программ. Краткие теоретические сведения к каждой работе способствуют более полному представлению процессов в рассматриваемых схемах. Алгоритм выполнения работы и оформления отчетов обеспечат получение результата в рамках отведенного времени.  

 

ПРОГРАММА ELECTRONICS WORKBENCH

Возможности Electronics Workbench

В библиотеки элементов программы входят модели пассивных элементов, транзисторов, управляемых источников, управляемых ключей, гибридных элементов,… В программе используется большой набор приборов для проведения измерений:… Electronics Workbench позволяет проводить анализ схем на постоянном и переменном токах. При анализе на постоянном токе…

Элементы Electronics Workbench

Рис. 1.1 На рис. 1.1 открыто поле источников (Sources). Расположение элементов в полях ориентировано на частоту их…

Источники

  ЭДС источника постоянного напряжения измеряется в Вольтах и задается производными величинами (от мкВ до кВ). Короткой…

Базовые элементы

 

Узел применяется для соединения проводников и создания контрольных точек. К каждому узлу может подсоединяться не более четырех проводников. После того, как схема собрана, можно вставить дополнительные узлы для подключения приборов.

Компонент "заземление" имеет нулевое напряжение и таким образом обеспечивает исходную точку для отсчета потенциалов. Не все схемы нуждаются в заземлении для моделирования, однако любая схема, содержащая: операционный усилитель, трансформатор, управляемый источник, осциллограф, должна быть обязательно заземлена, иначе приборы не будут производить измерения или их показания окажутся неправильными.

Линейные элементы

Сопротивление резистора измеряется в Омах и задается производными величинами…  

Ключи

Ключи имеют два состояния: выключенное (разомкнутое) и включенное (замкнутое). В выключенном состоянии они представляют собой бесконечно большое сопротивление, во включенном состоянии их сопротивление равно нулю. Ключи могут управляться:

• клавишей,

• таймером,

• напряжением,

• током.

Так как замкнутые ключи в Electronics Workbench имеют сопротивление равное нулю, то при параллельном соединении с другим ключом или с источником напряжения рекомендуется последовательно ввести в цепь резистор с сопротивлением 1 Ом.

 

 

Электромагнитное реле может иметь нормально замкнутые или нормально разомкнутые контакты. Оно срабатывает, когда ток в управляющей обмотке превышает значение тока срабатывания Ion. Во время срабатывания происходит переключение пары нормально замкнутых контактов S2, S3 реле на пару нормально разомкнутых контактов S2, S1. Реле остается в состоянии срабатывания до тех пор, пока ток в управляющей обмотке превышает удерживающий ток Ihd. Значение тока Ihd должно быть меньше, чем Ion.

 

Ключи могут быть замкнуты или разомкнуты при помощи управляющих клавиш на клавиатуре. Имя управляющей клавиши можно ввести с клавиатуры в диалоговом окне, появляющемся после двойного щелчка мышью на изображении ключа.

Пример: Если необходимо, чтобы состояние ключа изменялось клавишей 'пробел' [Space], то следует ввести слово «Space» в диалоговое окно и нажать ОК.

Используемые клавиши-ключи: буквы от А до Z, цифры от 0 до 9, • клавиша Enter на клавиатуре, клавиша пробел [Space].

 

Реле времени представляет собой ключ, который размыкается в момент времени Toff и замыкается в момент времени Ton. Ton и Toff должны быть больше 0. Если Ton < Toff, то в начальный момент времени, когда t = 0, ключ находится в разомкнутом состоянии. Замыкание ключа происходит в момент времени t = Ton, а размыкание - в момент времени t = Toff. Если Ton > Toff, то в начальный момент времени, когда t = 0, ключ находится в замкнутом состоянии. Размыкание ключа происходит в момент времени t = Toff, а замыкание - в момент времени t = Ton. Ton не может равняться Toff.

 

 

Ключ, управляемый напряжением, имеет два управляющих параметра: включающее (Von) и выключающее (Voff) напряжения. Он замыкается, когда управляющее напряжение больше или равно включающему напряжению Von, и размыкается, когда оно равно или меньше, чем выключающее напряжение Voff.

 

 

Ключ, управляемый током, работает аналогично ключу, управляемому напряжением. Когда ток через управляющие выводы превышает ток включения Ion, ключ замыкается; когда ток падает ниже тока выключения Ioff - ключ размыкается.

 

Нелинейные элементы

   

Цифровые элементы

Индикаторы Каждый из семи выводов индикатора управляет соответствующим сегментом, от а до g. В таблице функционирования приведены…

Узлы комбинационного типа

  Полусумматор производит сложение двух одноразрядных двоичных чисел. Он имеет…

Триггеры

   

Последовательностные устройства

   

Гибридные компоненты

  Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) осуществляет преобразование цифрового сигнала в аналоговый. Описываемый ЦАП…

Установка значений элементов

Простые аналоговые элементы, такие, как различные источники, конденсаторы, катушки индуктивности, резисторы, имеют один или несколько параметров.… • двойным щелчком мыши по изображению элемента открыть диалоговое окно свойств… • в появившемся окне изменить значение параметров элемента,

Приборы для проведения измерений

Приборы для проведения измерений расположены в поле индикаторов (вольтметр и амперметр) и в поле приборов (мультиметр, функциональный… Вольтметр и амперметр , не требуют настройки, автоматически изменяя диапазон измерений. В одной схеме можно применять…

Моделирование схем

Исследуемая схема собирается на рабочем поле монитора при одновременном использовании мыши и клавиатуры. Применение в работе только клавиатуры… • выбор элемента из библиотеки элементов; • выделение элемента;