Составление простейших электрических схем постоянного тока.

Рассмотрим эту процедуру на примере:

 

Дана схема, состоящая из одного последовательно включенного резистора

R₁= 0,5 Ом и двух параллельно включенных R₂=R₃= 3 Ома, которая питается от источника постоянной ЭДС 20 В.

Задание: Построить и рассчитать схему. Проверить на модели все токи и напряжения.

 

3.1.1 I шаг-моделирование идеального источника постоянной ЭДС 20 В (r = 0) .

 

В строке основных групп компонентов отыскиваем группу Sources

 

 

и нажимаем на кнопку .

Открывается строка компонентов этой группы,

 

в ней находим кнопку и удерживая ее мышкой переносим на экран. На экране

 

появляется 1-ый компонент схемы, который редактируем с помощью диалогового окна, нажимая правую кнопку мыши.

 

Используя Component Properties,открываем следующее окно.

В нем устанавливаем необходимое напряжение и даем обозначение.

 

 

В результате на экране получаем источник постоянной ЭДС 20 В.

 

3.1.2. II шаг-моделирование трех резисторов 0,5Ом, 3,0Ома и 3,0Ома.

В строке основных групп компонентов отыскиваем группу Basic

 

 

и нажимаем на кнопку .

 

Открывается строка компонентов этой группы,

 

 

в ней находим кнопку и удерживая ее мышкой переносим на экран три резистора по очереди.

На экране появляются три остальных компонента схемы,

которые редактируем с помощью диалогового окна.

 

Меняем величину сопротивления всех трех резисторов, обозначаем их и поворачиваем второй и третий с помощью команды .

 

В результате на экране получаем источник постоянной ЭДС и три резистора подготовленные для соединения в схему

.

 

3.1.3. III шаг-соединение компонентов в схему.

Для соединения компонентов проводниками нужно подвести указатель мыши к выводу компонента. При этом на выводе появляется черная точка. Нажав на левую кнопку мыши, нужно переместить ее указатель к выводу компонента, с которым нужно

соединиться.

 

Например:

 

Соединяя таким образом все компоненты, получаем расчетную схему.

2

 

 

 

3.1.4. IV шаг-расчет токов и напряжений в схеме.

Для расчета воспользуемся методом эквивалентных преобразований.

Согласно теоретическим представлениям эквивалентное сопротивление будет:

Далее рассчитываем токи I₁, I₂ и I₃

,

,

И наконец, рассчитываем напряжение U₂₃

 

3.1.5 Vшаг-моделирование вольтметра, трех амперметров и их соединение в схему.

В строке основных групп компонентов отыскиваем группу Indicators

и нажимаем кнопку .

 

Открывается строка компонентов этой группы,

и в ней с помощью кнопок и вызываем на экран вольтметры и амперметры.

На экране получаем один вольтметр и три амперметра

.

Редактируем типы измерительных приборов, их обозначения и расположение на схеме аналогично предыдущим компонентам с помощью диалоговых окон.

Увеличивая размеры расчетной схемы так, чтобы измерительные приборы поместились в ней, получаем схему для моделирования.

 

 

 

3.1.6. VI шаг-включение схемы для моделирования и получение результатов.

 

Нажав в правом верхнем углу клавишу , получаем показания приборов.

 

 

 

Остановка процесса осуществляется с помощью той же клавиши .

 

3.1.7. Если необходим реальный источник постоянного напряжения (r ¹ 0), то можно составить схему из идеального источника ЭДС E₁ и резистора rи выделить эту схему в виде специальной электрической цепи.

 

Для этого нажимаем кнопку и появляется диалоговое окно Subcircuit ,

в котором редактируем данную электрическую цепь.

Сначала необходимо ввести имя цепи, например E_r,затем скопировать eё по команде Copy from Circuit.

В результате в строке основных групп компонентов схем под кнопкой , где хранятся все специальные цепи, появляется новый компонент.

Теперь нажав на нее, получаем предварительное окно и затем, придерживая с помощью мышки кнопку , получим список специальных цепей

 

.

В этом списке выбираем необходимый компонент, например Subcircuit “E_r”, по команде Accept получаем специальную цепь, которая представляет реальный источник постоянного напряжения E₁=20 В с внутренним сопротивлением r = 20 Ом.

 

3.1.8. Поскольку в данной программе не предусмотрен ваттметр, то его также собирают в виде специальной схемы и помещают под кнопкой .

 

При необходимости с помощью этой кнопки вызываем предварительное окно и затем, придерживая с помощью мышки кнопку , получим список специальных цепей

 

.

 

В этом списке выбираем необходимый компонент, например Subcircuit

“wattmetr”, нажимаем кнопку Accept и получаем специальную цепь,

 

 

которая встраивается специальным образом в схему для измерений. Так как у ваттметра нет собственного индикатора показаний, то используется вольтметр, который присоединяется к дополнительным выводам прибора. Показания в вольтах в этом случае надо считать как ватты.