МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА" Інститут комп’ютерних наук і інформаційних технологій Кафедра автоматизованих систем управління ОЗНАЙОМЛЕННЯ З ЗАСОБАМИ МОДЕЛЮЮЧОЇ ПРОГРАМИ EWB НА ПРИКЛАДІ АНАЛІЗУ ПРОСТИХ РЕЗИСТОРНИХ КІЛ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ ЗА ДОПОМОГОЮ ЗАКОНІВ ОМА І КІРХГОФА Лабораторна робота № 1 з дисципліни "Елементи і вузли поліграфічної техніки" Львів – 2008/2009 навч. рік Лабораторна робота №1 ОЗНАЙОМЛЕННЯ З ЗАСОБАМИ МОДЕЛЮЮЧОЇ ПРОГРАМИ EWB НА ПРИКЛАДІ АНАЛІЗУ ПРОСТИХ РЕЗИСТОРНИХ КІЛ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ ЗА ДОПОМОГОЮ ЗАКОНІВ ОМА І КІРХГОФА Мета роботи - експериментальне підтвердження законів Ома і Кірхгофа, набуття досвіду проведення розрахунку лінійних кіл постійного струму та вимірювання електричних величин засобами моделюючої програми 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 1. Підготовка до роботи 1.1 Накреслили схему дослідження і згідно з варіантом завдання записали значення елементів та параметрів схеми. Значення опору резисторів на схемі: R1 = R2 = 270 Oм, R3 = 180 Ом, R4 = R5 = 680 Oм, R6 = 470 Ом. ( рис.1 ). Використовуючи метод еквівалентних перетворень, розрахували всі струми у гілках та спадки напруг на елементах схеми. Результати розрахунків записані в таблицю. Таблиця 1. Розрахункові і експериментальні дані U розрах, В Uвимір, В Iрозрах, мА Iвимір, мА  Е 45 45 76.4 76.38  R1 20.6 20.62 76.4 76.38  R2 10.9 10.93 40.5 40.5  R3 3.7 3.726 20.7 20.70  R4 24.4 24.38 35.9 35.88  R5 13.5 13.45 19.8 19.80  R6 9.7 9.726 20.7 20.70   Рівняння за другим законом Кіргофа для всіх контурів. - лівий контур E = R1 • I1 + R4 • I4 ; 45 = 270 • 76.4 • 10-3+ 680 • 35.9 • 10-3; 45 ≈ 45 -cередній контур 0 = R2 ( I2 + R5 • I5 - R4 • I4 ; 0 = 270 • 28.2 • 10-3+ 680 • 28.18 • 10-3+ 680 • 39.38 • 10-3; 0 ≈ 0 1.4 Перевірка здійснена за балансом потужності: E • I1 = I1 2• R1 + I22• R2 + I32• (R3 +R6 ) + I42• R4 + I52• R5 ; 45 • (76.9 • 10-3 )2 = (76.9 • 10-3 )2 • 270 + (40.5 • 10-3 )2 • 270 + (20.7 • 10-3 )2 • (180 + 470 ) + (35.9 • 10-3 )2 • 680 + + (19.8 • 10-3 )2 • 680; 0.266 Вт ≈ 0.28 Вт 2. Проведення експериментальних досліджень 2.1. Підготували до роботи ПК, провели реєстрацію в системі, забезпечили роботу з програмою Electronics Work Bench. 2.2. Забезпечили комутацію на набірному полі досліджувальної схеми. 2.3 Виміряли еквівалентний опір схеми дослідження Rекв на затискачах «+» і «-» (схема без джерела вхідної напруги) Rекв виміряне мультиметром в режимі омметра -вимірювання: Rекв = 589.4 Ом ( рис.1 ) I1 = E / Rекв = 45 / 589.4 = 76.35 • 10-3 А Рисунок 1. Підімкнули до схеми джерело постійної напруги зі значенням напруги U=45В ( згідно з варіантом ) та відповідні електровимірювальні прилади вольтметри та міліамперметри ( рис.2 ) Рисунок 2. 2.5 Виміряли струми в гілках та спадки напруг на всіх елементах схеми. Результати вимірювань записені в таблицю. 2.6 Висновки про виконану роботу. Ознайомилися з засобами моделюючої програми EWB. Отримали експериментальне підтвердження законів Ома і Кірхгофа, набули досвіду проведення розрахунку лінійних кіл постійного струму та вимірювання електричних величин. Розходження розрахованих і експериментальних даних незначне і викликане заокругленнями при ручних розрахунках.