3.2. Экспериментальные исследования с применением моделирующих компьютерных программных средств Multisim.

Для начала работы необходимо включить компьютер и на экране монитора открыть папку «Лаб.раб.ТОЭ» и в ней папки «ЛЭТИ-Лаб.раб» и «Лаб.раб.№3». После загрузки в открывшемся окне на экране монитора появится схема (рис. 3.4) с подключенными к ней осциллографом XSC1 и импульсным источника тока PULSE i . У источника тока установлена амплитуда импульсов тока А, а их частота повторения кГц (т.е. период T=1 мс). У осциллографа XSC1 входной сигнал подается на канал A а выходной на канал B (режим работы осциллографа ждущий, синхронизация внутренняя по каналу A).

На основе этой схемы (рис. 3.4) можно собирать цепи первого, второго и третьего порядков (рис. 3.1 и рис. 3.2) с использованием ключей S1 и S2, которые управляются с клавиатуры, соответственно, клавишами 1 и 2.

1. Исследование свободного процесса в цепи первого порядка

При выполнении экспериментальных исследований соберите с использованием ключей S1 и S2 схему цепи первого порядка (рис. 3.1, а), где кОм, мкФ. Активизируйте схему, показанную на рис. 3.4. Для этого подведите курсор Мыши в командной строке к кнопке и щелкните по ней левой клавишей мыши.

Рис.3.4 Схема исследования свободных процессов

Снимите осциллограмму напряжения соответствующую рис. 3.3, а. Для этого откройте экран осциллографом XSC1 двойным щелчком мыши по значку его изображения. На панели управления осциллографа сделайте следующие установки: Y/T режим временных осциллограмм; Timebase Scale (цена деления временной развертки) 100 ; DC установка режима открытого входа каналов А и В для постоянного тока; Channel A (масштаб для канала А) Scale: 10 ; Channel B (масштаб для канала В) Scale: 10 ; Sing установка режима наблюдения одиночных импульсов.Позволяет получить неподвижное изображение периодических сигналов; A установка синхронизации от сигнала канала А.

Если изображение осциллограмы окажется неустойчивым на экране осциллографа, то его можно остановить. Для этого необходимо щелкнуть по клавише Simulate в командной строке и затем в отрывшемся окне щелкнуть по клавише Pause. (или нажать кнопку Sing)

По осциллограмме напряжения определите постоянную времени цепи первого порядка, используя метод подкасательной, как указано на рис. 3.2, а, или по формуле (3.6). Значения напряжений , и интервала на осциллограмме можно определить в текстовом окне по координатам измерительных курсоров Т1 и Т2. Эти курсоры можно перемещать по экрану осциллографа нажатием кнопок: влево и вправо.

Рассчитайте постоянную времени цепи «методом подкасательной» и по формуле (3.1). Сравните найденное значение постоянной времени цепи методом подкасательной с данными расчета по (3.1).

2. Исследование свободных процессов в цепи второго порядка

Для исследования соберите цепь, соответствующую схеме рис. 3.2, б ( мкФ; L = 25мГн; R_{3 max}= 3кОм). Активизируйте схему, показанную на рис. 3.4. Снимите для трех режимов свободных процессов в цепи осциллограммы напряжений и u_R(t)- пропорционального току. Исследование апериодического режима произведите при величине сопротивления потенциометра Для этого нажмите несколько раз клавишу «А», чтобы установить величину 100% сопротивления потенциометра (или передвинув его движок курсором мыши)

Произведите аналогично исследование колебательного режима в цепи при величине сопротивления потенциометра Для этого нажмите несколько раз клавишы «Shift+А», чтобы уменьшить сопротивление потенциометра и установить величину 16 %. Определите экспериментально сопротивление потенциометра ( 60 %) для критического режима в цепи. Зафиксируйте величину сопротивления

Установите величину сопротивления (т.е. 1 %) и снимите осциллограмму напряжения колебательного режима свободного процесса в цепи при высокой добротности.

Рассчитайте по формулам (3.2) и (3.7) параметры: , , , для всех режимов свободного процесса в цепи и по значениям собственных частот цепи определите длительность свободного процесса для каждого режима. По осциллограмме колебательного режима в цепи определите значения напряжений , и периода T, а затем рассчитайте по формулам (3.8) (3.11) экспериментально найденные параметры Частоту колебаний найдите согласно выражения: