Министерство образования и науки Российской Федерации Ростовский Государственный Университет
| Вид материала | Документы |
- Российской Федерации Министерство образования и науки Российской Федерации Государственный, 343.55kb.
- Программа 1-3 октября 2003 года Москва Организаторы и спонсоры Министерство образования, 141.3kb.
- Министерство образования и науки российской федерации федеральное агентство по образованию, 32.48kb.
- Российской Федерации Читинский государственный университет иппк рабочая программа, 177.68kb.
- Министерство образования и науки российской федерации тамбовский государственный университет, 39.54kb.
- Министерство образования и науки российской федерации тамбовский государственный университет, 60.77kb.
- Министерство образования и науки российской федерации тамбовский государственный университет, 59kb.
- Министерство образования и науки российской федерации российский государственный социальный, 183.27kb.
- Н. А. Быковой Контрольные вопросы, 24.48kb.
- Министерство образования и науки российской федерации программ, 381.21kb.
КОМПЬЮТЕРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ
Синявский Г.П., Бабичева Г.В., Кожухова О.И.
Ростовский государственный университет, Филиал Новороссийской государственной морской академии, Ростовский государственный экономический университет
sinyavsky@phys.rsu.ru
В последнее время при изучении студентами электротехники широкое применение находят системы компьютерного моделирования и анализа электротехнических схем [1]. Такие компьютерные программы содержат набор элементов электротехнических схем, представленных в виде условных обозначений, которые обладают основными свойствами реальных физических элементов: источников напряжения и тока, резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности, трансформаторов, электрических машин, логических элементов и т.д. Они, по существу, являются виртуальными компьютерными лабораториями. Собрав на экране монитора требуемую виртуальную электротехническую схему, можно выполнить ее анализ, изучить ее в установившемся или переходном режиме работы. При этом результаты исследований совпадут с результатами измерений реальной схемы, что является несомненным достоинством этих компьютерных лабораторий.
Такой подход анализа электротехнических схем представляется более привлекательным, чем использование унифицированных лабораторных стендов, когда один стенд позволяет обеспечить выполнение ряда лабораторных работ. Выполнение компьютерных лабораторных работ может оказаться для студента более ясным, чем выполнение работ на иных современных многоцелевых лабораторных стендах, поскольку при выполнении компьютерной лабораторной работы студент сам собирает электротехническую схему из элементов и может более полно ее исследовать.
В настоящем докладе приводятся результаты разработки девяти компьютерных лабораторных работ по основам электротехники.
Лабораторная работа № 1. Исследование цепей постоянного тока.
В работе исследуются последовательное и параллельное соединение резисторов. Проводится проверка эквивалентной замены двухполюсника, состоящего из двух последовательно включенных источников ЭДС. Изучается эквивалентная замена двухполюсника, состоящего из двух параллельно включенных источников тока.
Проверяется эквивалентность преобразования неидеального источника тока в неидеальный источник ЭДС. Проводится исследование делителя напряжения и делителя тока.
Лабораторная работа № 2. Исследование однофазой цепи переменного тока.
Проводится анализ амплитудно-фазовых соотношений для тока и напряжения в резисторе, конденсаторе и катушке индуктивности при гармоническом воздействии. Исследуются мгновенная, полная, активная и реактивная мощности в этих элементах.
Исследуются амплитудно-фазовые соотношения для токов и напряжений в схемах, содержащих три компонента. Проводится измерение мгновенной, полной, активной и реактивной мощностей.
Лабораторная работа № 3. Исследование цепи однофазного переменного тока при последовательном включении электроприемников.
Исследуются физические процессы, происходящие в установившемся режиме в цепи, содержащей последовательно соединенные активное, индуктивное и емкостное сопротивления, при изменении фиксированных значений емкостного сопротивления.
Лабораторная работа № 4. Исследование цепей переменного тока с активно-индуктивным сопротивлением и активно-емкостным сопротивлением.
Исследуются амплитудно-фазовые соотношения для токов и напряжений при последовательном и параллельном соединениях активного и реактивного компонентов (резистора и конденсатора, резистора и катушки индуктивности). Изучаются временные диаграммы токов и напряжений при гармоническом воздействии. Исследуется связь мгновенной, полной, активной и реактивной мощностей для пассивного двухполюсника.
Лабораторная работа № 5. Исследование цепи однофазного переменного тока при параллельном включении электроприемников.
Исследуются физические процессы, происходящие в установившемся режиме в цепи, содержащей параллельно соединенные активное, индуктивное и емкостное сопротивления.
Лабораторная работа № 6. Исследование последовательного колебательного контура.
Исследуются амплитудно-частотные характеристики элементов последовательного колебательного контура (резонанс напряжений).
Исследуются фазо-частотные характеристики элементов последовательного колебательного контура (резонанс напряжений).
Лабораторная работа № 7. Исследование способов регулирования токов и напряжений в электроприемнике.
Любой электроприемник или группа электроприемников переменного тока (электрические машины, трансформаторы и т. д.) путем преобразований сводится к простой ветви, содержащей последовательно соединенные резистор и индуктивное сопротивление. Параллельное присоединение конденсатора эквивалентно широко применяемому на практике методу компенсации реактивной мощности.
Следовательно, исследуя такую простую цепь, можно получить достаточно полные представления о процессах, происходящих в реальных сложных и разветвленных цепях и устройствах, а также способах регулирования токов и напряжений в электроприемнике.
Лабораторная работа № 8. Исследование цепи трехфазного тока при соединении электроприемников звездой.
Исследуются цепи трехфазного переменного тока в симметричном и несимметричном режимах, а также влияния нейтрального провода на величину фазных напряжений электроприемников.
Лабораторная работа № 9. Исследование однофазного трансформатора.
Исследуется однофазный трансформатор в режимах холостого хода, короткого замыкания и активной нагрузки.
Выполнение данных компьютерных лабораторных работ позволяет студентам изучить основные свойства простейших электротехнических схем и научиться измерять их характеристики.
Литература.
1. Электротехника и электроника в экспериментах и упражнениях./ Под общей ред. Д.И. Панфилова.- М.: ДОДЕКА. 2000. Т.1.- 304 с.