Порядок выполнения работы. Аппаратное и программное обеспечение

Аппаратное и программное обеспечение

Вопросы для самопроверки

Подготовка к выполнению лабораторной работы

ЗНАКОМСТВО С ПРОГРАММОЙ ELECTRONICS WORKBENCH 5.0

Цель работы: Ознакомиться с программой Electronics Workbench 5.0.; Получить практические навыки работы с программой Electronics Workbench 5.0.; Проверить выполнение закона Ома для электрической цепи.

1 Изучить по [1] принцип построения схем в программе Electronics Workbench 5.0.

2 Подготовить ответы на вопросы самопроверки.

3 Подготовить бланк отчета (см. «Содержание отчета» с. 9).

1 Какое значение сигнала принимают за максимальное? Что такое размах сигнала?

2 Какое значение сигнала называют мгновенным?

3 Какие сигналы называют периодическими? Непериодическими?

4 Дайте определение периода сигнала, частоты сигнала.

5 Запишите формулу, связывающую период и частоту сигнала при гармоническом колебании.

6 Дайте определение и запишите формулу скважности сигнала.

7 Сформулируйте закон Ома для участка цепи, для замкнутого контура.

8 Какое соединение резисторов называется последовательным соединением?

9 Чему равно эквивалентное сопротивление цепи при последовательном соединении резисторов?

10 С помощью какого устройства можно наблюдать изображение сигнала?

1 Рабочая станция локальной сети (персональный компьютер).

2 Графический манипулятор – мышь.

3 Программа Electronics Workbench 5.0.

1 Проверка подготовки студентов к лабораторной работе по вопросам самопроверки.

2 Получить инструктаж по технике безопасности.

ВНИМАНИЕ! Аккуратно обращайтесь с персональным компьютером и его периферийными устройствами. Проверьте наличие устройств заземления.

3 Включить персональный компьютер, для этого:

3.1 Включить рабочую станцию компьютерной сети с помощью сетевого переключателя на системном блоке «Power».

3.2 Наблюдать загрузку компьютера.

3.3 Войти в программу Electronics Workbench 5.0. Получить изображение стандартного окна программы.

4 Ознакомиться с элементами, которые содержатся в библиотеках компонентов (см. приложение А).

5 Получить на экране осциллографа изображения сигналов различной формы. Собрать схему проведения исследований (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1−Схема исследования формы сигнала

5.1 Кликнуть два раза по изображению генератора G. Установить режим генерации синусоидальных импульсов, нажав на соответствующее изображение в раскрывшемся окне лицевой панели генератора.

5.2. Установить частоту генератора равную 2 кГц, амплитуду (amplitude) – 10 В, длительность импульса (duty cycle) 50% от периода, постоянную составляющую (offset) сигнала на выходе генератора – равной нулю, изменяя эти данные в окошках напротив параметров в раскрывшемся окне лицевой панели генератора.

5.3 Щёлкнуть два раза на изображение осциллографа, чтобы открыть изображение лицевой панели данного прибора.

5.4 Включить режим анализа схемы, щелкнув мышью по изображению I включателя, расположенного в правом верхнем углу панели инструментов.

5.5 Щёлкнуть на изображение Expand лицевой панели осциллографа. Наблюдать временные диаграммы сигнала на расширенном экране.

5.6 Нажать мышью на надпись «Pause» на панели инструментов, остановив анализ построения программой временных диаграмм, или отключить формирование сигналов, нажав левой клавишей мыши на изображение 0 в правом верхнем углу окна.

5.7 Щелчками мышью, установить на лицевой панели осциллографа переключателем “Время на деление” (Time base) – время, соответствующее наблюдению двух периодов колебания.

5.8 Установить переключателем «Вольт на деление» (V/div) масштаб по оси амплитуд: размах сигнала на входе делителя напряжения в две клетки. Зарисовать полученное изображение в отчет.

5.9 С помощью курсора (см. приложение А) измерить период, максимальное значение и размах сигнала. Рассчитать частоту сигнала. Занести данные в отчет.

5.10 Установить режим генерации треугольных импульсов, нажав на соответствующее изображение в раскрытом окне лицевой панели генератора. Повторить пп. 5.2 – 5.9. Изменяя скважность сигнала (Duty cycle), убедиться, что можно изменить форму сигнала от треугольной до пилообразной. Зарисовать изображение сигнала пилообразной формы при скважности 10%.

5.11 Установить режим генерации прямоугольных импульсов. Повторить п. 5.10.

6 Проверить выполнение закона Ома. Собрать схему проведения исследований (рисунок 1.2).

Рисунок 1.2 − Схема исследования закона Ома

В данной схеме используются:

U – источник постоянного напряжения;

V – вольтметр, показывает напряжение на резисторе R;

А – амперметр, показывает ток в цепи.

6.1 Установить значение напряжения источника постоянного напряжения U = 10 В. Для этого два раза щелкнуть мышью на его изображение и в раскрывшемся окне поменять значение напряжения источника – Voltage (V). Установить значение сопротивления резистора R, Ом (R равно номеру записи студента в учебном журнале). Чтобы установить значение элемента, надо два раза щёлкнуть левой клавишей мыши на изображение элемента и поменять его значение в раскрывшемся окне. Нажать «OK», окно закроется, значение элемента изменится.

6.2 Установить в вольтметре и амперметре режим измерения постоянного тока. Для чего щёлкнуть два раза на изображение элемента и, в раскрывшемся окне, выбрать режим (Mode) – DC (постоянный ток).

6.3 По закону Ома рассчитать ток в цепи I. Занести результаты вычислений в таблицу 1.1.

6.4 Включить режим анализа схемы. Снять напряжение на резисторе U_R и ток в цепи I. Занести полученные данные в таблицу 1.1, проверить выполнение закона Ома.

6.5 Установить другое значение сопротивления резистора R₂ = R+50 Ом, повторить пп. 6.3. – 6.4.

Таблица 1.1 − Опытные и расчетные данные исследования закона Ома

Из опыта	Вычисления
R, Ом	UR, В	I, А	I, А
R =
R+50 =

6.7 Исследовать закон Ома для последовательного соединения резисторов. Собрать схему проведения исследований (рисунок 1.3).

Рисунок 1.3−Схема исследования последовательного соединения резисторов

В данной схеме используются:

U – источник постоянного напряжения;

V1 – показывает напряжение на резисторе R1;

V2 – показывает напряжение на резисторе R2;

А – амперметр, показывает ток в цепи.

7.1 Установить R₁ = 2 Ом, R₂ = 8 Ом. Значение напряжения U, В установитьравным номеру записи студента в учебном журнале (см. п. 6.1). Установить в вольтметрах и амперметре режим измерения постоянного тока.

7.2 Включить режим анализа схемы. Снять показания напряжений на вольтметрах и тока в цепи. Занести полученные данные в таблицу 1.2.

Таблица 1.2 − Опытные и расчетные данные исследования последовательного соединения резисторов

R, Ом	U, В	I, А	Rэкв, Ом	I, А
R1=2 Ом
R2=8 Ом

7.3 Рассчитать эквивалентное сопротивление данной цепи, заменить два последовательно соединенных резистора одним эквивалентным. Включить режим анализа схемы, занести показания амперметра в таблицу 2.2. Сделать выводы.

8 Показать результаты выполнения работы преподавателю.

9 Выключить оборудование.

10 Составить отчет по работе.

Содержание отчета

1 Наименование и цель работы.

2 Схемы исследований (рисунки 1.1, 1.2, 1.3).

3 Осциллограммы сигналов.

4 Результаты измерений и вычислений (таблица 1.1, 1.2).

5 Ответы на контрольные вопросы (по заданию преподавателя).

6 Выводы по работе.

Контрольные вопросы

1 Нарисовать кривые переменных напряжений, изменяющихся по различным законам.

2 Чему равно общее напряжение цепи при последовательном соединении двух резисторов; трех резисторов?

Содержание зачета

Студент должен знать ответы на контрольные вопросы. Должен уметь проводить измерения, предусмотренные заданием на работу, анализировать результаты измерений.

Литература

1 Карлащук В. И. Электронная лаборатория на IBM PC – М.: Солон-Р, 1999.− С. 22 – 50.

2 Китаев В. Е. Электротехника с основами промышленной электроники − М.: Высшая школа, 1985. − С. 20 – 66

Дата добавления: 2014-12-25