Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Кузбасский государственный технический университет»
Кафедра общей электротехники
Система моделирования и анализа электрических схем multisim
Методические указания к виртуальной лабораторной работе
по курсу «Теоретические основы электротехники»
для студентов специальности 140211 «Электроснабжение»
Составитель В. Н. Матвеев
Рассмотрены и утверждены
на заседании кафедры
Протокол № 4 от 27.12.2007
Рекомендованы к печати
учебно-методической комиссией
по специальности 140211
Протокол № 2 от 14.01.2008
Электронная копия находится
в библиотеке главного корпуса
ГУ КузГТУ
Кемерово 2008
1. Требования при выполнении лабораторных работ
При подготовке к выполнению лабораторной работы необходимо:
изучить теоретический материал, соответствующий заданной работе;
подготовить бланк отчета на листах формата А4, содержащий название работы, цель лабораторной работы, а также электрические схемы и таблицы;
запомнить порядок выполнения работы;
понять назначение требуемых замеров и опытов.
Каждая работа выполняется бригадой из 1-2 человек. После получения у преподавателя допуска к работе необходимо, включив компьютер и открыв файл с требуемой лабораторной работой, подать напряжение на схему виртуальным тумблером и выполнить необходимые эксперименты. После завершения работы нужно представить опытные данные на проверку преподавателю и снять напряжение со схемы.
Отчет о проделанной работе составляется каждым студентом и должен быть защищен.
Изменения в виртуальной схеме,
ее сохранение не допускаются !
2. Краткое руководство по использованию
программы Multisim
Программа Multisim, предназначенная для моделирования и анализа электрических схем, содержит набор идеальных и реальных компонентов, из которых при одновременном использовании клавиатуры и мыши на рабочем поле собираются аналоговые, цифровые и цифроаналоговые схемы различной степени сложности. Виртуальные компоненты представляются идеальной моделью, не учитывающей мощностные характеристики.
В основном окне программы расположены поле меню и два поля инструментов с пиктограммами: на горизонтальное поле слева выведены пиктограммы для отдельных классов компонентов, на вертикальное поле справа – пиктограммы приборов.
При построении и редактировании схем выполняются следующие операции:
1) выбор компонента из библиотеки компонентов;
2) выбор прибора;
3) установка значений компонентов;
4) соединение компонентов проводниками.
Рассмотрим перечисленные операции.
1. Щелчком левой кнопки мыши на одной из пиктограмм полей компонентов с условным изображением требуемого компонента открывается соответствующее окно с перечнем элементов, из которого выбирается нужный элемент.
Полей компонентов – 12: источники (sources), базовые элементы (basic), диоды, в том числе диодные выпрямители, стабилитроны, тиристоры (diodes), транзисторы (transistors), аналоговые микросхемы (analog), цифровые микросхемы (TTL и CMOS), процессоры и микросхемы памяти (misc digital), индикаторы (indicators), реле и двигатели (electro mechanical) и др.
В таблице приведены обозначения часто используемых компонентов в программе Miltisim, в том числе отличающиеся от принятых в России обозначений.
В курсе «Теоретические основы электротехники» понадобятся источники постоянной и переменной ЭДС (тока), для которых задаются значения постоянной ЭДС (тока) или действующего значения ЭДС (тока) – root mean square (RMS), а также его частота и начальная фаза. Кроме того, в поле источников имеются источники ЭДС (тока), управляемые напряжением (током), и трехфазные источники. Любая схема с источником обязательно должна иметь заземление – ground.
В поле базовых элементов расположены постоянные и переменные (управляемые клавишами клавиатуры) резисторы (resistor), конденсаторы постоянной и переменной емкости (capasitor), в том числе оксидные, катушки с постоянной и переменной индуктивностями (inductor), трансформаторы (transformer), различные управляемые ключи (switch).
Таблица
Наименование компонента |
Обозначение компонента |
Параметры компонента |
||
Идеальный источник постоянной ЭДС V2 |
|
В |
||
Идеальный источник постоянного тока I 2 |
|
A |
||
Идеальный источник гармонической ЭДС V1 |
|
В, Гц, |
||
Идеальный источник гармонического тока I 1 |
|
A, Гц, |
||
Источник ЭДС, управляемый напряжением (ИНУН) V6 |
|
Коэффициент передачи
|
||
Источник ЭДС, управляемый током (ИНУТ) V5 |
|
Коэффициент передачи Ом |
||
Источник тока, управляемый током (ИТУТ) I 3 |
|
Коэффициент передачи
|
||
Источник тока, управляемый напряжением (ИТУН) I 4 |
|
Коэффициент передачи 1/Ом |
||
Генератор тактовых импульсов V7 |
|
В, кГц |
||
Трехфазный генератор, соединенный по схеме «звезда» V4 |
|
В, Гц |
Продолжение табл.
Трехфазный генератор, соединенный по схеме «треугольник» V3 |
|
В, Гц |
Резистор R1 |
|
Активное сопротивление кОм |
Переменный резистор R2 регулируемый клавишей А (английский язык) |
|
Максимальное активное сопротивление кОм |
Конденсатор переменной емкости С1, регулируемой клавишей А (английский язык) |
|
Максимальная емкость С = 1 мкФ
|
Оксидный конденсатор постоянной емкости С2 |
|
Емкость С = 0,1 мкФ (реальный компонент) |
Катушка переменной индуктивности L1 |
|
Максимальная индуктивность L =1 мГн |
Воздушный трансформатор Т1 |
|
Параметры обмоток задаются в диалоговом окне |
Логический инвертор U1A |
|
Микросхема 74LS05D (реальный компонент) |
Умножитель А2 входных сигналов X и Y |
|
Передаточный коэффициент равен 1 |
Ключ J 1, управляемый током |
|
Замыкание контактов происходит при токе 1 mA |
Ключ J 2, управляемый напряжением |
|
Замыкание контактов происходит при напряжении 1 мВ |
Ключ S 1 |
|
Замыкание и размыкание контактов происходит при нажатии клавиши Space |