Метод наложения для электрической цепи

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 7Следующая ⇒

Метод наложения применим только для расчета линейных цепей, т. е. цепей, параметры элементов которых не зависят от значений протекающего тока или приложенного напряжения.

Для расчетов цепей методом наложения составляют столько частных схем, сколько независимых источников энергии имеет исходная цепь. В частной схеме оставляется только один источник, все остальные исключают. Результирующий ток ветви равен алгебраической сумме частных токов, вызванных действием каждого источника в отдельности. При исключении идеальных источников напряжения вместо источника ставится короткозамкнутая перемычка, что соответствует ЭДС, равной нулю при нулевом внутреннем сопротивлении. Ветвь с источником тока, наоборот, размыкается, что соответствует нулевому току при нулевой проводимости.

При расчете частных схем токи, протекающие в ветвях, обозначают двумя индексами. Нижний индекс показывает номер ветви, в которой определяют ток, а верхний – номер источника, действием которого вызывается ток. Например, I − ток первой ветви, вызываемый действием третьего источника. При расчете частных схем часто приходится рассчитывать токи в параллельных ветвях. В таких цепях токи

I₁ = I ; I₂ = I .

Для нахождения токов в схеме рисунка 5 методом наложения определяют токи в частных схемах, приведенных на рисунках 6 и 7.

Для схемы рисунка 6

;

Для схемы рисунка 7

; .

Токи в исходной схеме:

;

Рисунок 3

R_{ί 3}

e₃

R₃

Рисунок 4

R₃

Рисунок 5

R₃

Рисунок 6

I₁⁽²⁾

I₃⁽²⁾

R_{ί 1}

R₂

R₃

Рисунок 7

Аппаратура и материалы

Для выполнения работы необходим специализированный лабораторный стенд «Луч», включающий в себя:

- комплекс источников электрических сигналов;

- комплекс исследуемых элементов и устройств;

- комплекс измерительных приборов.

Комплекс источников сигналов включает в свой состав:

· генератор сигналов;

· преобразователь;

· усилитель мощности – выходной каскад.

Генератор вырабатывает сигналы гармонической и прямоугольной разнополярной формы в диапазоне частот от 200 Гц до 200 кГц с разбивкой на три диапазона: 200Гц – 2кГц; 2 кГц – 20 кГц; 20 кГц – 200 кГц. Схема генератора построена по классу RC–генераторов с использованием современной элементной базы.

Преобразователь осуществляет преобразование сигналов фиксированной частоты f = 2 кГц, поступающих с генератора сигналов в сигналы различных форм:

· гармонического с переменной частотой от 200Гц до 200 кГц;

· прямоугольного с периодами от 5 мС до 5 мкС;

· треугольного с изменением до пилообразного при Т = 500мкС;

· прямоугольной с переменной скважностью от 2 до 20, при

Т = 500мкС;

· гармонического с двусторонним ограничением на 25% в каждую

сторону;

· однополупериодного с плавным изменением до двухполупериодно-

го;

· острых двусторонних с плавным перемещением отрицательных импульсов от 0 до 0, 45 Т;

· острых односторонних сигналов;

· сигналов прямоугольной формы с Т = 5 мС;

· радиоимпульсов с заполнением в диапазоне (2 − 20) кГц.

Преобразователь обеспечивает регулировку выходных сигналов по амплитуде, размаху и скважности.

Усилитель мощности обеспечивает напряжение гармонической формы с размахом не менее 5 В.

Схема измерителя напряжения используется также для измерения калибровочного сигнала, подаваемого на вход двух каналов электронного коммутатора.

Комплекс измерительных приборов содержит в своем составе следующие измерительные приборы:

· двухлучевой осциллограф;

· анализатор спектра;

· измеритель напряжения;

· измеритель напряжения и фазы.

Двухлучевой осциллограф состоит из двух блоков – электронного коммутатора (ЭК) и осциллографа (ОСЦ).

Электронный коммутатор обеспечивает:

· возможность получения на экране осциллографа двухлучевого изображения с перемещением каждой горизонтальной оси не менее, чем на 0, 5 Ø, где Ø − диаметр экрана осциллографа;

· автоматической синхронизации изображения в диапазоне частоты от 200 Гц – 20 кГц;

· тарировки каждого канала сигналов прямоугольной формы;

· осуществление развертки как от внутреннего, так и от внешнего генераторов.

· изменения частоты развертки не менее чем в 10 раз в каждом диапазоне;

· изменение усиления по вертикальному каналу не менее чем в

100 раз.

Анализатор спектра работает совместно с электронным коммутатором и осциллографом. На I канале осциллографа отображается форма исследуемого сигнала, а на II канале отображается спектральная составляющая исследуемого сигнала в виде узких прямоугольных положительных импульсов, расположенных вдоль частотной оси (оси X). При этом при включении тумблера «Анализатор спектра», клеммы «Вход I» и «Вход II», а также регулятор «Развертка» на передней панели ЭК отключаются от схемы. На экране осциллографа укладывается 4 периода исследуемого сигнала, причем его амплитуда зависит от положения регулятора «Вых. напряжение». Анализатор спектра ведет выделение гармонических составляющих на фиксированных частотах 2; 4; 6; 8; 10 кГц.

Измеритель напряжения U2 измеряет действующее значение переменной величины и имеет пределы измерения (0, 1 – 1 – 10 − 100) с автоматическим переключением пределов измерения и световой индикацией используемого предела.

Измеритель напряжения и фазы представляет собой комбинированный аналоговый электронный пробор, совмещающий в себе функции электронного вольтметра с пределами измерения 1 и 10 В и электронного фазометра с пределами измерения ± 90°.

Комплекс исследуемых элементов и устройств представляет собой набор широко применяемых на практике различных электронных схем и устройств, объединенных в комплексе под названием «Плата активных элементов» и «Умножитель частоты».

В состав комплекса входит и «плата пассивных элементов», на которой размещены различного рода резисторы, индуктивности и емкости. Они предназначены для составления и исследования различных схем из пассивных элементов.

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 Следующая ⇒