МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА" Інститут комп’ютерних наук і інформаційних технологій Кафедра автоматизованих систем управління ОЗНАЙОМЛЕННЯ З МОДЕЛЮЮЧИМ СЕРЕДОВИЩЕМ EWB НА ПРИКЛАДІ АНАЛІЗУ ПРОСТИХ РЕЗИСТОРНИХ КІЛ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ Лабораторна робота №1 з дисципліни "Елементи і вузли поліграфічної техніки" Лабораторна робота №1 ОЗНАЙОМЛЕННЯ З МОДЕЛЮЮЧИМ СЕРЕДОВИЩЕМ EWB НА ПРИКЛАДІ АНАЛІЗУ ПРОСТИХ РЕЗИСТОРНИХ КІЛ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ Мета роботи - ознайомлення з моделюючим середовищем EWB на прикладі аналізу простих резистивних кіл постійного струму, експериментальне підтвердження законів Ома і Кірхгофа, набуття досвіду проведення розрахунку лінійних кіл постійного струму та вимірювання електричних величин засобами моделюючого середовища EWB. 1. ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ В електричних колах взаємозв’язок між електрорушійною силою (ЕРС), напругами, струмами і опорами визначається законами Ома і Кірхгофа. Згідно з законом Ома - струм повного електричного кола - це EРС поділена на еквівалентний опір всього кола. Для схеми рис.1 : I1 = E / Rекв , де Rекв = R1 +Rав; R ав=(R 2 +R св) II R 4; Rсв =(R3 +R6) II R 5 . Струм пасивної ділянки кола - це спадок напруги на цій ділянці поділений на її опір. Для схеми рис.1 : I1 = U R1 / R1 ; I2 = U R2 / R2 ; I3 = U R3 / R3 або I3 = U R3+R6 / ( R3 + R6 ) і т.д. Напругу, яка діє на ділянці електричного кола, можна розглядати як падіння напруги на цій ділянці від протікання струму. Згідно з першим законом Кірхгофа - алгебраїчна сума струмів у вузлі розгалуженого електричного кола рівна нулю. Для схеми рис.1: вузол а: I1 = I2 + I4 ; вузол с: I2 = I3 + I5 У відповідності до другого закону Кірхгофа - алгебраїчна сума напруг в замкненому контурі електричного кола рівна нулю. Для схеми рис.1: R1 • I1 + R4 • I4 - Uвх = 0 або E = R1 • I1 + R4 • I4 - лівий контур, R2 ( I2 + R5 • I5 - R4 • I4 = 0 - cередній контур і т.д. 2. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ 2.1. Підготовка до роботи 2.1.1 Накреслити схему дослідження ( рис.1 ) і згідно з варіантом завдання записати значення елементів та параметрів схеми. Значення опору резисторів на схемі: R1 = R2 = 270 Oм, R3 = 180 Ом, R4 = R5 = 680 Oм, R6 = 470 Ом.. 2.1.2 Використовуючи метод еквівалентних перетворень, розрахувати всі струми у гілках та спадки напруг на елементах схеми. А). Обчислення еквівалентного опору R36 = R3 +R6 = 180 + 470 = 650 Ом; R536 = R5 • R36 / R5 + R36 = 680 • 650 / 680 + 650 = 332.2 Ом; R2536 = R2 +R536 = 270 + 332.33 = 602.33 Ом; R42536 = R5 • R36 / R5 + R36 = 680 • 602.33 / 680 + 602.33 = 319.4 Ом; Rекв = R1 + R42536 = 270 + 319.4 = 589.4 Ом; Б). Розрахунок струмів у гілках схеми Для прикладу розрахунок проведений для варіанту Е = 4 В. I1 = E / Rекв = 4 / 589.4 = 6.7 • 10-3 А За другим законом Кірхгофа (лівий контур) E = R1 • I1 + R4 • I4 ; I4 = ( E - R1 • I1 ) / R4 = ( 4 – 270 • 6.7 • 10-3 ) / 680 = 3.2 • 10-3 А За першим законом Кірхгофа вузол а: I1 = I2 + I4 ; I2 = I1 - I4 = 6.7 • 10-3 – 3.2• 10-3 = 3.5 • 10-3 А За другим законом Кірхгофа (середній контур) R2 ( I2 + R5 • I5 - R4 • I4 = 0; I5 = ( R4 • I4 - R2 ( I2 ) / R5 =(680 *3.2* 10-3 – 270*3.5 *10-3 )/680= 1.8 • 10-3 А За першим законом Кірхгофа вузол c: I2 = I3 + I5; I3 = I2 – I5 = 3.5 • 10-3 – 1.8 • 10-3 = 1.7 • 10-3 А В). Розрахунок напруг на елементах схеми U R1 = I1 • R1 = 6.7 • 10-3 • 270 = 18.09 • 10-3 В; U R2 = I2 • R2 = 3.5 • 10-3 • 270 = 945 • 10-3 В; U R3 = I3 • R3 = 1.7 • 10-3 • 180 = 306 • 10-3 В; U R4 = I4 • R4 = 3.2 • 10-3 • 680 = 2176 • 10-3 В; U R5 = I5 • R5 = 1.8 • 10-3 • 680 = 1224 • 10-3 В; U R6 = I3 • R6 = 1.7 • 10-3 • 470 = 799 • 10-3 В; Результати розрахунків записані в таблицю. Таблиця 1. Розрахункові і експериментальні дані Uрозрах, мВ Uвимір, мВ Iрозрах, мА Iвимір, мА  Е 4000 4000 0.67 0.697  R1 1809 1833 3.5 3.5  R2...