ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
3
ВВЕДЕНИЕ
Руководство предназначено для студентов всех направлений и
специальностей электротехнического института, электротехнических
специальностей физико-технического, инженерно-экономического и
заочного факультетов Томского политехнического университета,
учебные планы которых включают дисциплину «Теоретические
основы электротехники» (ТОЭ). Оно может быть полезно студентам
электрофизического факультета и факультета автоматики и
вычислительной техники, изучающих курс «Электротехника» или
«Общая электротехника», а также студентам института
дистанционного обучения, которые изучают вышеназванные курсы в
условиях отсутствия экспериментальной лабораторной базы.
Данное руководство написано на базе «Руководства к
лабораторным работам по теоретическим основам электротехники»,
часть 1 [3], которое разработано на кафедре ТОЭ ТПУ и посвящено
исследованию установившихся режимов линейных электрических
цепей с сосредоточенными параметрами на их физических моделях. В
нем содержатся методические указания по моделированию физических
лабораторных работ в программной среде Electronics Workbench
(далее EWB). При этом полностью сохраняются как содержание
лабораторных работ, так и способы достижения поставленных целей. И
хотя программа работы может несколько отличаться в силу специфики
проведения вычислительных экспериментов в среде EWB, по
возможности используются те же схемы электрических цепей, те же
расчетные формулы и таблицы.
Параметры схем обычно выбираются в соответствии с номером
шифра расчетно-графических работ для студентов дневного отделения
или с номером шифра контрольных работ для студентов-заочников
(последней цифре шифра соответствует номер столбца таблицы
вариантов параметров). Если одной из целей работы является обучение
студента экспериментальному определению параметров конкретных
двухполюсников или четырехполюсников, то предусматривается
включение в схему соответствующих блоков, которые могут быть
вызваны по известному паролю из файла, указанного в программе
работы.
Прежде, чем приступить к работе, студент должен изучить
соответствующий теоретический материал по учебнику,
рекомендованному преподавателем [1,2], а также раздел «Пояснения к
работе», чтобы ответить на вопросы в разделе «Подготовка к работе».
Разумеется, необходимо иметь определенные навыки работы в
4
программной среде EWB. Для этого с помощью компьютера следует
изучить ее особенности, например, по практикуму на Electronics
Workbench под ред. П. И. Панфилова [4]. Некоторые из этих
особенностей, наиболее часто встречающиеся при выполнении
лабораторных работ, и рекомендации по сборке схем лабораторных
работ по теоретическим основам электротехники описаны ниже.
Краткая инструкция по сборке схем.
Экспериментальное исследование электрических цепей с
помощью программы EWB подобно исследованию их физических
моделей на лабораторном столе. Роль последнего играет рабочее поле
в окне программы EWB. Вычислительный эксперимент, как и
реальный, проводится с обычной последовательностью операций:
сборка схемы электрической цепи, установка параметров ее пассивных
и активных элементов, подключение измерительных приборов и их
настройка, запуск моделирования. Результаты измерений считываются
с панелей приборов: амперметра, вольтметра, ваттметра, фазометра
или в виде осциллограмм.
Рабочее окно программы EWB версий 5.0 и выше начинается с
командной строки, содержащей разделы File (работа с файлами), Edit
(редактирование схемы), Circuit (преобразование и оформление
схемы), Analysis (параметры моделирования), Window
(упорядочивание информации в окне программы), Help (сведения о
программе, командах и компонентах). Средняя строка окна дублирует
основные команды первой строки (на ее кнопках изображены вполне
понятные символы - пиктограммы). Нижняя строка меню представляет
собой библиотеку компонентов электрических цепей и содержит, в
частности, разделы, широко используемые при сборке схем
лабораторных работ по ТОЭ. Ниже они перечисляются слева направо.
1. Поле вспомогательных компонентов Favorites находится у левого
края нижней строки и предназначено для хранения блоков
(подсхем), являющихся частью общей схемы. В первую очередь
это двухполюсники и четырехполюсники, параметры которых
подлежат определению в данной лабораторной работе.
Для извлечения блока нужно открыть раздел (один щелчок
левой кнопкой мыши, когда курсор находится на пиктограмме
раздела). При этом выпадает меню подсхем Subcircuit. Затем
следует установить курсор на изображение нужного блока, нажать
левую кнопку мыши и, удерживая ее, вывести блок на рабочее
