Задание 1. По параметрам из таблицы 1 рассчитать и записать аналитическое выражение (мгновенное значение) напряжения синусоидального сигнала (амплитуду, угловую частоту, период). Собрать схему эксперимента в Multisim, зафиксировать показания вольтметра, осциллографа, частотомера (VRMS, Vpeak, Т,(мс), f( Гц), Ψe(°)).
№
Em, В
Частота
f, Гц
f=1/Т
Период
Т, мс
Т=1/f
Угловая частота
ω , рад/с
ω=2f
Начальная фаза
Ψe, °
Мгновенное, комплексное значения напряжения, временная и векторная диаграмма, графическое изображение элемента.
Действующие значения (RMS -
root-mean-square)
VRMS=
Амплитудные значения,
Vpeak= VRMS
Двойные амплитудные значения, размах (peak to peak)
Vp-p, В Vp-p=2Vp
45°
1,41
60°
28,2
30°
14,1
90°
42.3
120°
2,82
150°
14,1
180°
2,82
210°
4,23
240°
4,23
270°
1,41
300°
42,3
330°
14,1
360°
1,41
225°
42,3
-45°
14,1
-60°
28,2
-30°
14,1
-90°
42,3
-120°
28,2
-150°
42,3
-180°
28,2
-210°
1,41
-240°
28,2
-270°
42,3
-300°
Пример решения 1 задания Амплитудные значения Vpeak= VRMS =Um=1,41*1=1.41 ВДвойные амплитудные значения Vp-p=2*Vp=2*1,41=2,82 ВПериод Т=1/f= 1/ 50=0,02 сУгловая частота ω=2 f=6,28*50=344 рад /сМгновенное напряжение u(t) = Umsin (ωt +ψe); U(t)=1,41sin(344t+45);Комплексное действующее значение напряженияU(t)=1,41sin(344t+45) = > U= (1,41/ )* ej45
Задание 2. По аналитическому выражению (мгновенное значение) напряжения синусоидального сигнала в таблице 2 рассчитать и записать действующее значение, амплитудное значение, полный размах напряжения, частоту, период, начальную фазу. Собрать схему эксперимента в Multisim, снять показания вольтметра, осциллографа и частотомера (VRMS, Vpeak, Т,(мс), f( Гц), Ψe(°)). Изобразить мгновенное(i(t)), комплексное( J ) значения напряжения на временной и векторной диаграммах.
№
Мгновенное значение напряжения синусоидального сигнала, В
U(t)= Vpeak*sin(wt+Ψ)
Em , В
Частота
f, Гц
f= ω /2
Период
Т, мс
Т=1/f
Начальная фаза Ψe, °
Графическое изображение (схема), мгновенное, комплексное значения напряжения, временная и векторная диаграмма, показания осциллографа.
Действующие значения (RMS -
root-mean-square)
VRMS=
Амплитудные значения,
Vpeak= VRMS
Двойные амплитудные значения, размах
(peak to peak) Vp-p, В,
Vp-p=2Vp
1.41sin (3140t + 30°)
2.82 sin (3140t - 30°)
141sin (314t + 60°)
282 sin (314t - 60°)
310 sin (314t - 120°)
310 sin (314t - 240°)
310 sin (314t)
14.1sin (3140t + 45°)
141sin (3140t - 45°)
28.2 sin (3140t - 135°)
282 sin (6280t - 135°)
282 sin (6280t + 135°)
310 sin (2512t + 120°)
310 sin (2512t + 240°)
310 sin (2512t + 360°)
1.41sin (3140t + 90°)
2.82 sin (3140t - 180°)
220 sin (314t - 120°)
220 sin (314t - 240°)
220 sin (314t)
1.41sin (3140t - 90°)
141sin (314t + 60°)
282 sin (314t - 60°)
28.2 sin (3140t - 135°)
282 sin (6280t + 135°)
Пример решения 2 заданияМгновенное значение напряжения синусоидального сигнала U(t)=1.41sin (3140t + 30°)Действующие значения VRMS= =1,41/ =1 ВАмплитудные значения Vpeak= VRMS =1,41*1=1,41 ВДвойные амплитудные значения Vp-p=2Vp =1,41*2=2,82 ВЧастота f= ω /2 = 3140/6,28=500 ГцПериод Т=1/f=1/500=0,002 сНачальная фаза Ψe =30°Мгновенное значения напряжения вычисляется по формуле U(t)=1.41sin (3140t + 30°)Комплексное значения напряжения U= 1e(30j)
Задание 3. R элемент в линейной электрической цепи синусоидального тока. Используя аналитическое выражение источника ЭДС (данные из таблицы 2) собрать принципиальную электрическую схему с R элементом. Рассчитать мгновенное значение тока, напряжения, мощности, действующие комплексные значения тока, напряжения, мощности. Собрать схему эксперимента в Multisim, снять показания осциллографа (VRMS, Vpeak, Т,(мс), f( Гц), Ψe(°), i(t), u(t), p(t)).
Схема состоит из двух последовательно соеденных резисторов и представляет собой делитель напряжения.
Мультиметр
Моделирование->Приборы->Мультиметр
Осциллограф
Моделирование->Приборы->4-х канал. Осц
Резистор
Вставить->Компонент->Basic->Resistor
Мультиплеер
Вставить->Компонент->Source->Control_Function_Blocks->Multiplier
Пример решения 3 задания
Входное напряжение U(t)=1.41sin (3140t + 30°);
Общее сопротивление Rобщ ~1 kОм
Внутренее сопротивление Rвн=0,01Ом
Действующее значение напряжения Uв=Um/ =1 В
Максимальное значение напряжения Um =1,41 В
Частота
Период . Начальная фаза
Мгновенное значение тока
Для резистивного сопротивления
Зависимость мощности от времени на резистивном сопротивлении
Рисунок 6: Векторная диаграмма
Задание 4. L элемент в линейной электрической цепи синусоидального тока. Используя аналитическое выражение источника ЭДС (данные из таблицы 2) собрать принципиальную электрическую схему с L элементом. Рассчитать мгновенное значение тока, напряжения, мощности, действующие комплексные значения тока, напряжения, мощности. Собрать схему эксперимента в Multisim, снять показания осциллографа (VRMS, Vpeak, Т,(мс), f( Гц), Ψe(°), i(t), u(t), p(t)).