Саипов Ермек Маш 19-2 Зертханалық жұмыс-1. азастан Республикасы білім жне ылым министрлігі араанды техникалы университеті
 Скачать 170.42 Kb.
|
|
Қазақстан Республикасы білім және ғылым министрлігі Қарағанды техникалық университеті Э кафедрасы Зертханалық жұмыс №1  Электротехника(пәннің атауы) Тақырып: «Электротехника» курсы бойынша зертханалық тәжірибелерді орындау үшін Еlectronics Workbench (EWB) программалық қамтамасыздандыруды тәжірибелік қолдануға әдістемелік нұсқаулар Орындаған: Маш 19-2 тобының студентті Саипов Е.М Тексерген: Байдильдина Ж.Б Қарағанды 2021 Кіріспе Электротехника курсында электрлік және магниттік құбылыстар және де оларды тәжірибелік мақсаттарда қолданулар зерттелінеді. «Электротехника» пәнін зерделеу жұмыстарында электротехникалық құралдар мен қондырғыларды пайдаланатын техникалық бакалаврларды дайындаудың негізгі бөлігі болып табылады. «Электротехника» курсында дәрістерде алынатын теориялық білімдерді тәжірибелік түрде түсіндіріп, дәлелдейтін зертханалық жұмыстарға көп көңіл аударылады. Ұсынылған зертханалық практикум студенттердің өз бетінше есептеу модельдерін құрып, нәтижесін талдап, ПЭВМ қолдана отырып зертханалық жұмыстарды орындауға арналған. Осыған байланысты студенттер зертханалық жұмыстарды орындай отырып, зерттеу түрінде әрбір сұрақтарды өз бетінше шешуді үйренеді. Программалық қамтамасыздандыру ретінде Electronics Workbench программасы қолданылады. № 1 зертханалық жұмыста студенттер Electronics Workbench программасымен берілген электр тізбектерінің элементерін зерттейді, өлшеу құралдарының параметрлерін таңдауды және электр схемаларын құруды үйренеді. Зертханалық жұмыстарды орындау ережелері 1. Жұмысты орындау алдында оқытушы әрбір студентке жеке сұрақтар қойып, оның дайындығын тексереді. Зертханалық жұмысты орындауға жіберілген студент компьютердің алдына отырып, Electronics Workbench программасын қосып жұмысын бастайды. 2. Зертханалық жұмыстың соңында студент жасаған жұмысының нәтижесін оқытушыға көрсетеді. 3. Студент зерттеу нәтижесімен зертханалық жұмыстың есебін беріп, қорғауы керек. Әрбір студент жеке-жеке қорытынды жасауы қажет. Зертханалық жұмыс бойынша қорытынды жасамаған студент келесі жұмысты орындауға жіберілмейді. 4. Әр жұмыс бойынша есеп беру, әр студентке жеке болады және оның ішінде: - кафедраның атауы, курсы, жұмыстың атауы, студенттің тегі мен тобы көрсетілген титулдық бет; - жұмыстың мақсаты мен мазмұны; - тәжірибелердің электрлік схемалары; - есептеулердің нәтижелері бар кестелер және берілген элементтер; - есептеу есептемелері; - графиктер; - қорытындылар болу керек. Есеп беру қолжазба тәжірибе, А4 стандарт форматта орындалады. Электрлік схемаларды сызғанда МЕСТ-термен сәйкестендірілген шартты белгілерді қолдану керек. Зертханалық жұмыс № 1 «Электротехника» курсы бойынша зертханалық тәжірибелерді орындау үшін Еlectronics Workbench (EWB) программалық қамтамасыздандыруды тәжірибелік қолдануға әдістемелік нұсқаулар Жұмыстың мақсаты: электр сұлбаларын модельдеу техникасын зерттеу және өлшеу арқылы электр шамаларына талдау жасау. ЖАЛПЫ МӘЛІМЕТТЕР 1.1 Электр схемаларын жасау техникасы EWB программасы түрлі қиын электр схемаларын модельдеуге мүмкіндік береді. EWB программасы арқылы электр схемаларын модельдеу үшін талданатын тізбектің схемасы болу керек. Схемаға сәйкес программаның жұмыс терезесіне компоненттер кітапханасынан кажетті электр тізбектерінің элементтері алынады. Электр тізбегін модельдеу программаның жұмыс терезесінде орындалады (сур.1.1).  Сур.1.1 EWB программасының жұмыс терезесі Жоғарғы қатарда жұмыс терезесінің менюі орналасқан (File, Edit, Circuit, Analysis, Window, Help), төменде «ыстық клавиштер» функциясын орындайтын командалар қатары орналасқан. Ары қарай электр тізбектерін модельдеу үшін қажет түрлі элементтері бар пиктограммалар орналасқан. Жұмыс терезесінің оң жақ жоғарғы бұрышында электр схемасының жұмысын жүргізіп, тоқтататын сөндіргіш орналасқан. Сөндіргіштің төменгі жағында дер кезінде жұмысты тоқтата тұратын Pause клавишасы орналасқан. Электр схемаларын модельдеу терезесі пиктограмма қатарынан сызықша арқылы бөлінген. Элементтерді орналастыру үшін тышқан курсорын сәйкесінше пиктограммаға апарып, тышқанның сол жақ кнопкасын бір рет басады. Осыдан кейін берілген пиктограммадағы барлық элементтердің бейнелері көрсетілген терезе ашылады. Таңдалған элемент тышқанның сол жақ кнопкасын басу арқылы жұмыс терезесіне алынып шығарылады. Элемент қызыл түспен бөлініп, өзінің активті күйде екенін көрсетеді. Элементке апарып тышқанның сол жағын екі рет басу диалогты терезені ашады, ол тізбекке қажетті параметрлерді орнатуға мүмкіндік береді (кернеу, номинальды кедергі және т.б.). Элементтерді орналастырғаннан кейін оларды бір-бірімен жалғайды. Ол үшін тышқанның курсорын элементтің шетіне апарып сол жақ кнопканы басады, қара нүкте пайда болғанда келесі элементтің шетіне апарады, тағы да қара нүкте пайда болғанда кнопканы жібереді, яғни қосылыс орындалды деп есептеледі. Қосылысты айыру немесе керек емес элементті өшіру қажет болса, сол элементтің үстіне тышқан курсорын апарып сол жағын бір рет басады да клавиатурадағы Delete клавишасын басады. Шынымен өшіру қажет пе деген диалогты терезе шығады. Мақұлдаған жауап – элементті өшіреді, теріс жауап - өзгеріссіз қалдырады. 1.2 EWB компонеттерінің кітапханасы Электр схемаларының элементтерін құрайтын пиктограммалар саны 14. Компоненттер кітапханасы келесі бөлімдерден тұрады: 1. Favorites – схемалардан тұратын бөлім. Алғашқы күйінде бөлім бос күйінде болады. Компоненттер модельдері мен схемалармен бөлімді толтыру автоматты түрде орындалады және жұмыстың соңында өшіріледі. 2. Sources – көздер. EWB программасындағы барлық көздер идеалды түрде көрсетілген. 3. Basic – сызықты және сызықты емес элементтер. 4. Diodes – диодтар. 5. Transistors – транзисторлар. 6. Analog ICs – ұқсас микросхемалар. 7. Mixed ICs – аралас типті микросхемалар. 8. Digital ICs – санды микросхемалар. 9. Logic Gates – қисынды сандар микросхемалары. 10. Digital – санды микросхемалар. 11. Indicators – индикаторды құрылғылар. 12. Controls – қисынды есептеу құрылғылары. 13. Miscellaneouts – аралас типті компоненттер. 14. Instruments – электр схемаларының талдауын жасауға мүмкіндік беретін құрылғылар бөлімі. Ары қарай электр схемаларын модельдеуге қажет болатын пиктограммалар мен соған жататын элементтер келтіріледі. 1. Sources – мкВ-дан кВ дейін параметрлердің номиналды өлшемін бере алатын қоректендіру көздері:  - тұрақты кернеу көздері;   - айнымалы кернеу көздері. Номиналды кернеу өлшемінен басқа жиілік пен бастапқы бұрыш фазасы беріледі;   - жерлестіру – нөлдік кернеумен. Потенциалдарды есептеуге қажет.  2. Basic – сызықты және сызықты емес элементтер:  - резистор – кедергі (Ом – МОм);   - конденсатор – сыйымдылық (пФ) Ф);   - индуктивті катушка (мкГн – Гн);   - кілт, оның тұйықталуы мен ажыратылуы клавиатураның «пробел» клавишасы арқылы орындалады.  3. Indicators – ішкі кедергі мен кернеу берілгендерін өзгертетін өлшеуіш құралдар:  - вольтметр – электр тізбегіне параллель жалғанатын, едәуір ішкі кедергісі бар өлшеуіш құрал;   - амперметр – минималды ішкі кедергісі бар электр тізбегіне тізбектей жалғанатын өлшеуіш құрал;   - қыздыру шамы. (мВт – кВт) максималды қуатпен және (мВ – кВ) максималды кернеумен сипатталады. Максималды кернеуден асатын кернеуді берген кезде, шам жанып кетеді.  1.3 Электрлік шаманы өлшеу әдістемесі Өлшеу тура және жанама болып бөлінеді. Тура өлшеу кезінде іздеген мән ретінде өлшеу құралының көрсеткішін алады. Жанама өлшеу кезінде физикалық шаманың белгісіз мәнін тура өлшеумен табылған мән мен белгісіз мәннің арасындағы физикалық тәуелділік арқылы табады. Мысалы, R резистордың кедергісін U кернеу мен I тоқты пайдаланып Ом заңымен табады:  .Өлшеу құралдарын тізбекке қосу жұмыс режимінің (тоқ, кернеу және т.б. параметрлердің) нақты өзгеруіне әкеледі. Electronics Workbench прграммасында өлшеуіш құралдар идеалды болады, яғни, амперметрлердің кедергісі нөлге тең, ал вольтметрлердікі шексіз үлкен болады.   а) б) Сур. 1.2 Өлшеу құралдарын қосу схемасы Тізбек элементінде I тоқтың және U кернеудің өлшемдері арқылы қуатты оңай анықтауға болады:  .Айнымалы тоқ тізбегінде активті қуат кернеу мен тоққа ғана емес олардың φ фазалық ауытқуына тәуелді болады, яғни:  .Жұмыстың мазмұны 1. Берілген зертханалық жұмыстың материалдарын бекіту үшін студент оқытушы берген тура және айнымалы тоқтың электр схемаларын жинайды. 2. Элементтер мен олардың номиналды шамаларын жинау. Таңдалған элементтерді түсіндіру. Бақылау сұрақтары Электр өлшеуіш құралдардың қолдану саласы қандай? Электр өлшеуіш құралдардың жұмысы электр энергиясын энергияның басқа түріне (механикалық, жылулық, магниттік, химиялық немесе т.б.) айналдыруға негізделген. Тура өлшеу мен жанама өлшеудің айырмашылығы қандай? Өлшеу тура және жанама болып бөлінеді. Тура өлшеу кезінде іздеген мән ретінде өлшеу құралының көрсеткішін алады. Жанама өлшеу кезінде физикалық шаманың белгісіз мәнін тура өлшеумен табылған мән мен белгісіз мәннің арасындағы физикалық тәуелділік арқылы табады. Мысалы, R резистордың кедергісін U кернеу мен I тоқты пайдаланып Ом заңымен табады: .Өлшеуіш құралдарды таңдаудағы қойылатын талаптар? Өлшеу құралдарын таңдаудың негізгі критерийі - өлшеу құралдарының өлшемдердің сенімділігі талаптарына сәйкестігі, өлшенетін шамалардың нақты (нақты) мәндерін берілген дәлдікпен уақыт пен материалдық шығындардың минимумымен алу. Амперметр мен вольтметрді жалғау схемаларын салыңдар.  Амперметр мен вольтметрді пайдаланып тізбектің кедергісін қалай өлшеуге болады? Өлшеу құралдарын тізбекке қосу жұмыс режимінің (тоқ, кернеу және т.б. параметрлердің) нақты өзгеруіне әкеледі. Electronics Workbench прграммасында өлшеуіш құралдар идеалды болады, яғни, амперметрлердің кедергіысі нөлге тең, ал вольтметрлердікі шексіз үлкен болады. а) б) Сур. 1.2 Өлшеу құралдарын қосу схемасы Тоқ пен қуаттың мәндерін пайдаланып тізбектің кедергісін жанама өлшеумен қалай есептеуге болады? Тізбек элементінде I тоқтың және U кернеудің өлшемдері арқылы қуатты оңай анықтауға болады: .Айнымалы тоқ тізбегінде активті қуат кернеу мен тоққа ғана емес олардың φ фазалық ауытқуына тәуелді болады, яғни: . |