МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДВНЗ «МАРІУПОЛЬСЬКИЙ БУДІВЕЛЬНИЙ КОЛЕДЖ»

«ЗАТВЕРДЖУЮ» Головний спеціаліст з навчально-виробничої роботи

____________ Н.В.МАЙБОРОДА ____ . ____ . 2017 р.

Методичні рекомендації з проведення лабораторних занять

з дисципліни

«Електротехніка та електроніка»

спеціальність 5.07010602 «Обслуговування та ремонт автомобілів і двигунів»

Розглянуто та узгоджено цикловою комісією природничо-математичних і комп’ютерних дисциплін Протокол № ___ від «___» ___ 2017 р. Голова комісії ________ В.Ф.Нестеров

Розробив викладач С.В.Корюков

2017

2

Зміст

Сторінка

Загальні методичні вказівки з організації та проведення лаборатор-них робіт 3

Підготовка до виконання лабораторної роботи 3

Вимоги до звіту з лабораторної роботи 4

Техніка безпеки і протипожежні заходи 5

Лабораторна робота № 1. Дослідження розгалуженого кола постій-ного струму 7

Лабораторна робота № 2. Дослфідження нерозгалуженого кола змінного струму з активним опором та індуктивністю 13

Лабораторна робота № 3. Дослідження трифазного кола при з’єднанні електроприймачів «зіркою» 21

Лабораторна робота № 4. Дослідження електродвигуна постійного струму з паралельним збудженням 26

Лабораторна робота № 5. Зняття вхідних та вихідних характеристик транзистора 37

Лабораторна робота № 6. Дослідження роботи електронних випрям-лячів 45

Лабораторна робота № 7. Дослідження роботи логічних елементів і тригерів 54

Бланки звітів з лабораторних робіт 62

Список літератури 77

3

«Скажи мені – і я забуду, покажи мені – і я запам’ятаю, дай зробити мені – і я зрозумію.» (Сократ)

Загальні методичні вказівки з організації та проведення лабораторних робіт

Виконання лабораторних робіт з дисципліни «Електротехніка та електроні-ка» сприяє закріпленню теоретичних знань і підкреслює їх практичну значимість. У процесі виконання лабораторних робіт студенти набувають досвіду проведення експериментів, практичних навичок збирання електричних схем, умінь користува-тися електричними машинами, апаратами і приладами, які застосовуються на практиці. Виконуючи роботи, студенти проводять вимірювання і розрахунки, ана-лізують результати експериментів, вчаться робити правильні висновки. У кожній роботі ставиться мета, даються короткі теоретичні відомості, ос-новні методи контролю, обладнання і приладдя для їх проведення, визначається порядок проведення роботи, зміст звіту і контрольні запитання, на які студенти мають відповісти після виконання лабораторної роботи. Для виконання лабораторної роботи навчальну групу поділяють на ланки по 2 студенти. Після перевірки зібраної схеми викладачем або лаборантом студенти пере-ходять до виконання лабораторної роботи. Робота вважається закінченою в тому випадку, коли результати у вигляді записів, таблиць, графіків і схем надані викла-дачу, ним перевірені і затверджені, після чого студенти розбирають схему і при-водять робоче місце у початковий стан.

Підготовка до виконання лабораторної роботи

Для успішного виконання дослідів, передбачених лабораторною роботою, необхідна ретельна попередня підготовка студента. Тільки після вивчення теоре-тичного матеріалу, осмислення його суті і основного змісту роботи, а також попе-реднього ознайомлення з принципом дії і правилами експлуатації задіяних у ро-боті приладів, можна переходити до її виконання. Виконання кожної лабораторної роботи складається з чотирьох самостійних етапів, тісно пов’язаних між собою. 1. Самостійна підготовка студентів до лабораторної роботи.

4

Для цього необхідно вивчити порядок проведення лабораторної роботи, по-вторити відповідний розділ теоретичного матеріалу та ознайомитися з літератур-ними джерелами з питань, які стосуються до роботи. 2. Вхідний контроль. Шляхом опитування кількох студентів перевіряється готовність групи до виконання завдань лабораторної роботи, визначається мета та зміст заняття, пос-лідовність виконання роботи. 3. Виконання завдань лабораторної роботи та оформлення звіту. 4. Захист результатів роботи. Звіт із лабораторної роботи має бути повністю оформленим до наступного лабораторного заняття і захищеним під час нього. Невиконання студентами заданого обсягу самостійної підготовки, низька якість виконання завдань та недотримання правил техніки безпеки можуть спри-чинити перенесення чергової лабораторної роботи на додаткові заняття.

Вимоги до звіту з лабораторної роботи

Звіт повинен містити наступні розділи: - найменування й мету роботи; - перелік використовуваного встаткування й вимірювальних приладів, їх технічні характеристики; - електричні принципові схеми; - таблиці з даними спостережень і результатами обчислень, графіки, векторні діа-грами, розрахункові формули, коментарі; - висновки про пророблену роботу й відповіді на контрольні питання. Векторні діаграми й графіки будуються з дотриманням масштабу. Для ви-конання графіків краще використовувати міліметровий папір. Виконуючи графі-ки, необхідно на осях координат написати позначення величин, одиниці їх виміру. При побудові графіків важливо вибрати масштаб таким чином, щоб крапки не сліпалися один з одним. Краще брати такий масштаб, коли, наприклад, однієї, де-сятьом або ста одиницям обмірюваної величини відповідає 1 см. Побудувавши на координатній площині експериментальні точки, іноді корисно між цими точками провести плавну криву. На підставі експериментальних даних, отриманих при виконанні лаборатор-ної роботи, слід зробити короткі висновки, що містять пояснення отриманих ре-зультатів з погляду теорії.

5

Техніка безпеки і протипожежні заходи

Студенти зобов’язані ощадливо ставитися до всіх матеріальних цінностей, які надаються у їх розпорядження для виконання лабораторної роботи; підтриму-вати встановлений у лабораторії порядок і чистоту. З метою запобігання нещасних випадків під час виконання лабораторних робіт необхідно суворо дотримуватися правил техніки безпеки і пожежної безпе-ки. До лабораторних робіт студенти допускаються тільки після засвоєння ними зазначених правил, що підтверджується їх підписом у спеціальному журналі. При виконанні лабораторно-практичних занять студенти мають дотримува-тися наступних правил: 1. Під час збирання електричних схем необхідно слідкувати за тим, щоби проводи були щільно затиснуті клемами. З’єднання проводів без зажимів мають бути ізо-льовані. По можливості слід запобігати перехрещень монтажних проводів. 2. Електроживлення до зібраної схеми можна підключати тільки після дозволу викладача. 3. Категорично забороняється доторкатися голими руками до металевих затиска-чів, деталей, неізольованих проводів, коли ланцюг перебуває під напругою. 4. Наявність напруги на затискачах приладів або елементів схем слід перевіряти вимірювальним приладом, що має сполучні проводи з щупами й ізольованими ру-чками. 5. Забороняється робити які-небудь перемикання ланцюга, коли він перебуває під напругою. Усякі зміни в схемі проводяться тільки з дозволу викладача, і після рі-зних перемикань вона перевіряється викладачем. 6. Необхідно стежити за тим, щоб під час роботи випадково не торкнутися обер-тових частин електричних машин. 7. Не можна робити перекомутацій у ланцюгах машин до повної зупинки ротора. Слід проявляти обережність при роботі зі знеструмленими ланцюгами, у яких включені конденсатори й конденсаторні батареї. 8. При виникненні під час роботи несправностей у навчальній установці, устатку-ванні або приладах, слід негайно виключити напругу живлення й повідомити про несправність викладача. Забороняється користуватися несправними інструмента-ми й приладами. 9. Забороняється залишати під напругою навчальну схему й прилади. 10. Потерпілим від струму повинна бути надана негайна допомога. Необхідно як-найшвидше звільнити потерпілого від струму, для чого слід відключити установ-ку, дати повний спокій, розстебнути пояс і одяг, забезпечити приплив свіжого по-вітря, дати понюхати нашатирний спирт. Якщо потерпілий не подає ознак життя,

6

слід застосовувати прийоми штучного дихання. У всіх випадках поразки струмом слід викликати лікаря. З метою запобігання пожеж категорично забороняється палити або тримати відкритий вогонь. Слід використовувати вогнегасники та інші засоби пожежога-сіння для тушіння пожеж, не пов’язаних із електричним струмом; негайно пові-домити про пожежу лаборанта, викладача, інший персонал коледжу, при необхід-ності викликати пожежну команду.

7

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1

Тема: Дослідження розгалуженого кола постійного струму Мета. Перевірити закони Кірхгофа дослідним шляхом. Закріпити знання про пе-рший та другий закони Кірхгофа та їх застосування при розрахунку розгалужених кіл постійного струму. Обладнання: віртуальна лабораторія Multisim: джерела постійної ЕРС, резисто-ри, вольтметри, амперметри.

Пояснення до роботи

Закони Кірхгофа, так само як закони Ома, є основними законами теорії еле-ктричних кіл. Вони дозволяють виконати розрахунок будь-якого розгалуженого електричного кола. Цей розрахунок полягає зазвичай у визначенні напрямку і ве-личини струму на всіх ділянках кола по заданих ЕРС і опорах. Перш за все нагадаємо основні терміни. Електричним колом називають сукупність пристроїв, призначених для отримання, передачі, перетворення та використання електричної енергії. Електричне коло складається з окремих пристроїв – елементів електрично-го кола (джерел електричної енергії, її споживачів, пристроїв для передачі енергії, перетворення, комутації, вимірювання параметрів і т.ін.). Складним називається розгалужене електричне коло, що містить довільне число джерел і споживачів, яке неможливо звести до комбінації послідовних і па-ралельних з’єднань. Графічне зображення електричного кола називається схемою. Частина електричного кола, що з’єднує виділену сукупність її елементів, називається ділянкою електричного кола. Ділянка, вздовж якої проходить один і той самий струм, утворює гілку, а місце з’єднання трьох і більше гілок – вузол. Контур – замкнутий шлях, що проходить по декількох гілках так, щоб жод-на гілка і жоден вузол не зустрічалися більше одного разу. Перший закон Кірхгофа стосується вузлів електричного кола, визначає ба-ланс струмів у них і формулюється наступним чином: «Алгебраїчна сума струмів, що сходяться у вузлі, дорівнює нулю:

0IΣ = » Струми, направлені до вузла, прийнято вважати позитивними (зі знаком «плюс»), а струми, направлені від вузла – від’ємними (зі знаком «мінус»). Тому

8

сума струмів, направлених до вузла, дорівнює сумі струмів, направлених до від вузла. Другий закон Кірхгофа стосується будь-яких замкнутих контурів, які можна виділити в розгалуженому електричному колі, і визначає баланс напруг у них: «Алгебраїчна сума ЕРС у будь-якому контурі електричного кола дорівнює алгебраїчній сумі падінь напруг на опорах цього контуру, тобто E IRΣ = Σ »

Для розрахунків складного ланцюга застосовують закони Кірхгофа, при цьому необхідно скласти стільки незалежних рівнянь, скільки гілок у схемі (m ). Спочатку складають рівняння за першим законом Кірхгофа. Для цього дові-льно задаються напрямками струмів і позначають їх стрілками. При цьому якщо схема має n вузлів, те можна скласти тільки 1n − незалежних рівнянь, тому що рівняння для останнього вузла буде наслідком попередніх. Тому для кожного вуз-ла, крім останнього, записуємо рівняння: у лівій частині - алгебраїчна сума стру-мів (струми, спрямовані до вузла, тобто "втікають" у вузол, беруться зі знаком "плюс", а струми, які спрямовані від вузла, тобто "випливають" з нього - зі знаком "мінус"), у правій частині - нуль. Інші рівняння складають за другим законом Кірхгофа. Тут теж треба пам'я-тати, що незалежні рівняння можна скласти тільки для тих контурів, які не утво-рюються в результаті накладення вже розглянутих, тобто кожний новий контур повинен містити принаймні одну нову гілку, яка не входила в рівняння, уже скла-дені для інших контурів. Вибирають напрямок обходу контуру, як правило, за го-динниковою стрілкою. Після чого складають рівняння, де в лівій частині - алгеб-раїчна сума напруг на всіх опорах контуру, а в правій частині - алгебраїчна сума ЕРС. При цьому позитивними (зі знаком "плюс") уважають ті струми й ЕРС, на-прямки яких збігаються з напрямком обходу контуру, а негативними (зі знаком "мінус") - напрямки яких протилежні напрямку обходу. Розв'язок отриманої системи лінійних алгебраїчних рівнянь дає значення струмів у гілках схеми.

Так, у схемі на мал. 1 три гілки ( 3m = , тому що необхідно знайти три стру-ми й скласти для цього три рівняння), два вузли ( 2n = ).

Для вузла 1 рівняння, складене за першим законом Кірхгофа, матиме ви-гляд:

1 2 3 0I I I+ − = .

9

Рис. 1.1. Схема складного ланцюга

Для вузла 2 рівняння становити нема рації. 2 рівняння, що залишилися, складаємо за другим законом Кірхгофа. Виберемо два незалежні контури (на малюнку 1 позначені римськими циф-рами I, II) і приймемо їхній обхід за годинниковою стрілкою. Тоді за другим зако-ном Кірхгофа одержимо:

для контуру І: 1 1 3 3 1I R I R E+ = ; для контуру ІІ: 2 2 3 3 2I R I R E− − = − ;

Ці рівняння становлять систему незалежних лінійних алгебраїчних рівнянь, розв'язок якої дає значення струмів у гілках схеми:

1 2 3

1 1 3 3 1

2 2 3 3 2

1 012

для вузла I I Iдля контуру I R I R Eдля контуру I R I R E

+ − = + =− − = −

Скористаємося методом Гауса. Із третього рівняння виразимо 3I , із другого - 2I й підставимо їх у перше рівняння.

10

1 2 3

1 3

2 3

020 4 126 4 9

+ − = + =− − = −

I I II II I

⇒

1 1 1

2 1

3 2

3 10 1 9 10 1( )2 3 2 4 3 2

10 13 23 92 4

= − − + − + = − = − +

I I I

I I

I I

Вирішуючи перше рівняння, одержимо 138

I = (А); підставляючи результат у

друге рівняння, одержимо 234

I = (А); підставляючи результат у третє рівняння,

одержимо 398

I = (А).

Порядок виконання роботи

1.Запустити програму Multisim 12 і зібрати схему, зазначену на малюнку. (Файл lr1.ms12). Установити 1 12E = В, 2 9E = В, 1 20R = Ом, 2 6R = Ом, 3 4R = Ом. Включити режим емуляції, нажавши кнопку або .

Рис. 1.2. Схема ланцюга в програмі MS12

11

2. Виміряти струми в галузях 1I , 2I , 3I за допомогою амперметрів 1PA , 2PA , 3PA. Показання амперметрів занести в таблицю 1. Знайти алгебраїчну суму струмів

IΣ відповідно до першого закону Кірхгофа для вузла 1 і результат занести в таб-лицю 1 (струми, спрямовані « до вузла», беруться зі знаком «плюс», а спрямовані від вузла – зі знаком «мінус») . Переконатися в тому, що перший закон Кірхгофа виконується. Таблиця 1.1

Вузол Показання амперметрів

Результат роз-рахунків

1I , А 2I , А 3I , А IΣ , А 1

3. Виміряти падіння напруг на резисторах першого (лівого) та другого (правого) контурів - зняти показання вольтметрів, результати занести в таблицю 2. Зрів-няти UΣ ( IRΣ ) з алгебраїчною сумою ЕРС EΣ , які діють у кожному контурі (якщо напрямок ЕРС збігається з напрямком обходу контуру, ЕРС береться зі знаком «плюс», якщо ні – зі знаком «мінус»). Переконатися в справедливості другого закону Кірхгофа. Таблиця 1.2 Контур 1U , В 2U , В 3U , В UΣ ( IRΣ ), В 1E , В 2E , В EΣ , В

І

ІІ

4. Порахуйте баланс потужностей у ланцюгу по формулі ( ) ( ) 2

Г ПEI EI I RΣ = Σ + Σ .

5. Зробити висновки по роботі.

Контрольні питання 1. Сформулюйте закони Ома для ділянки ланцюга й для всього ланцюга. 2. Що таке вузол схеми електричного кола? 3. Що таке гілка схеми електричного кола? 4. Що таке контур схеми електричного кола?

12

5. Скільки контурів, вузлів і гілок у схемі, яка використовується в роботі? 6. Скільки необхідно знайти струмів у схемі, яка використовується в роботі? Скі-льки для цього треба скласти рівнянь за законами Кірхгофа? 7. Сформулюйте перший закон Кірхгофа. Для яких елементів схеми складають рівняння за першим законом Кірхгофа при розрахунках ланцюга? 8. Скільки рівнянь складають за першим законом Кірхгофа? Чому не складають рівняння для останнього вузла схеми? 9. Сформулюйте другий закон Кірхгофа. Для яких елементів схеми складають рі-вняння за другим законом Кірхгофа? 10. Скільки рівнянь складається за другим законом Кірхгофа? 11. Установити, в якому режимі (генератора або споживача) працюють джерела

1E й 2E , поясніть свої виводи. 12. Що означає, якщо після розв'язку системи який-небудь струм буде мати нега-тивне значення? Що треба зробити на схемі? 13. Що прийняте за умовно позитивні напрямки струму, ЕРС під час розрахунку схеми за законами Кірхгофа? 14. Сформулюйте принцип балансу потужностей. 15. Як баланс потужностей використовують для перевірки розрахунків?

13

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №2

Тема: Дослідження нерозгалуженого кола змінного струму з активним опором та індуктивністю. Мета. Закріпити знання про процеси, які відбуваються в однофазних електричних колах з активними та реактивними елементами, визначити співвідношення між параметрами кола, отримати навички користування ватметром та осцилографом. Обладнання: віртуальна лабораторія Multisim: джерела синусоїдальної ЕРС, ре-зистор, індуктивна котушка, вольтметри, амперметр, ватметр, осцилограф.

Пояснення до роботи

Рівняння електричної рівноваги напруг і струмів ланцюгів синусоїдального струму можна записати в аналітичній формі й представити графічно у вигляді ве-кторних діаграм.

При аналізі ланцюгів синусоїдального струму необхідно мати на увазі на-ступне:

− реактивний індуктивний опір XL індуктивної котушки й реактивний ємніс-ний XC опір конденсатора залежать від частоти f джерела синусоїдальної напруги u = Um sin(2πft + Ψu), тобто XL = ω L = 2π fl і XC = 1/(ω C) = 1/(2π f C), де ω = 2π f − кутова частота напруги, рад/с; f = 1/T − циклічна частота, Гц; Т − пе-ріод синусоїдальної напруги, с; Ψu − його початкова фаза, рад. або град.;

− у гілках з реактивними елементами L і C між напру-гою й струмом виникає фазо-вий зсув ϕ = Ψu − Ψi, де Ψi − початкова фаза струму (мал. 2.1). Кут ϕ (у радіанах або градусах) − алгебраїчна вели-чина, що змінюється в діапа-зоні від − 90° (−π/2 радіан) до + 90° (+π/2 радіан). Знак і величина кута залежать від типу й величини параметрів послідовно з'єднаних елемен-

ϕ > 0

Ψu

Ψi

0

i

ω t

u

Мал. 2.1

14

тів R, L і C гілки й частоти f напруги. У табл. 3 представлені типові гілки схеми кіл синусоїдального струму, век-

торні діаграми напруг і струмів гілок, і кути зрушення фаз ϕ між їхніми вектора-ми. Аналіз векторних діаграм показує, що резистивний елемент R є частотно-незалежним елементом: струм і напруга на його затискачах збігаються по фазі (форма струму ir повторює форму напруги ur).

В індуктивному елементі струм відстає по фазі від напруги на 90°, а в ємні-сному − його випереджає на 90°. В RL-, RC- і RLC-гілках кути зрушення фаз зале-жать від значень параметрів елементів гілок і визначаються, у загальному випад-ку, по формулі ϕ = arctg(ΧL − ΧC )/R. Таблиця 2.1

Номер Елементи гілок Векторна діаграма Кут

ϕ = Ψu − Ψi

1 IR R

UR

ϕ = 0

IR UR 0

ϕ = 0

2 jXL IL

UL

IL

UL 0 ϕ = 90°

ϕ = 90° (π/2)

3 -jXC

U

IC

IC

UС 0

ϕ = −90°

ϕ = − 90° (−π /2)

4 jXL I R

U

I

U 0 ϕ > 0

ϕ = arctg(ΧL/R)

5 -jXC

IR R

U

I

U 0 ϕ < 0

ϕ = arctg(−ΧC/R)

6

jXL I R

U

-jXC

а) ΧL > ΧC; див. гілку 4; б) ΧL < ΧC; див. гілку 5; в) ΧL = ΧC; див. гілку 1

ϕ = arctg[(ΧL −ΧC)/R]

15

Трикутник опорів

Мал. 2.2 Мал. 2.2

Порядок побудови векторної діаграми для нерозгалуженого кола з R та L

Починаємо з вибору зручного масштабу для струму і напруги. Задаємося масштабом, наприклад, по струму: в 1 см – 0,4 А, по напру-зі – в 1 см – 2 В. Побудову векторної діаграми починаємо з вектору струму.

1. Вектор струму I

в масштабі струмів відкладаємо в полярній системі координат по осі 0ϕ = (тобто по горизонтальній осі) з поча-тку координат.

Мал. 2.3

2. Вектор напруги RU

на активному опо-рі R у масштабі напруг відкладаємо в напрям-ку вектора струму, бо кут зсуву фаз між напру-гою та струмом у резистивному елементі дорі-внює нулю.

Мал. 2.4

16

3. А через те, що струм в індуктивному елеме-нті відстає від напруги на 90°, вектор напруги

LU

у масштабі напруг відкладаємо від кінця

вектора RU

під кутом +90° до вектора струму.

Мал. 2.5

4. Вектор напруги, що прикладена до всього кола, є геометричною сумою векторів RU

, LU

( R LU U U= +

), тому на векторній діаграмі век-

тор напруги U

, що прикладена до кола, визна-чається вектором, спрямованим від початку вектора RU

до кінця вектора LU

.

Мал. 2.6

5. Знаходимо кут зсуву фаз між струмом і пов-ною напругою ϕ та коефіцієнт потужності cosϕ . Як видно з векторної діаграми,

cos RU IR RU IZ Z

ϕ = = = .

Мал. 2.7

Підготовка до роботи

В роботі досліджуватиметься схема, зображена на малюнку 2.8.

17

Мал. 2.8. Принципова електрична схема досліджуваного кола Напередодні роботи порахуйте аналітичним шляхом індуктивний опір

2LX fLπ= котушки L , знайдіть повний опір 2 2LZ R X= + кола та коефіцієнт по-

тужності cos RZ

ϕ = . Побудуйте трикутник опорів. По закону Ома знайдіть струм у

колі UIZ

= та напруги на резисторі RU IR= і котушці L LU IX= . Порахуйте актив-

ну потужність, яку споживає коло: cosP UI ϕ= . Отримані значення занесіть у таблицю 2.2. Таблиця 2.2. Розрахункові дані (заповнюється напередодні роботи)

Параметр LX , Ом R , Ом Z , Ом cosϕ I ,

А RU , В LU , В P , Вт

Значення

Порядок виконання роботи 1. Запустити програму Multisim і зібрати схему, зазначену на малюнку 12. (Файл lr2.ms12). У роботі досліджується коло однофазного синусоїдального струму, що яв-ляє собою послідовно з’єднані резистор R та індуктивну котушку L. Коло підклю-чене до джерела синусоїдальної ЕРС E1. Напругу джерела контролює вольтметр PV1, напругу на резисторі – вольтметр PV2, напругу на індуктивності – вольтметр PV3. Струм у колі вимірює амперметр PA1, активну потужність P, що спожива-ється колом, - ватметр XWM1. Він же вимірює коефіцієнт потужності cosϕ .

18

Мал. 2.9. Схема нерозгалуженого кола однофазного синусоїдального струму з ін-дуктивністю в Multisim Форму напруг на резисторі і котушці можна спостерігати за допомогою двоканального осцилографа XSC1. 2. Після перевірки правильності збирання схеми подайте живлення, увімкнувши вимикач або натиснувши кнопку . Перемикач напруг живлення 1S знахо-диться у нижньому (по схемі) положенні ( 50f = Гц). Виміряйте струм у колі I (показання амперметру PA1) і напруги на резис-торі RU (показання вольтметру PV2), на індуктивності LU (показання вольтметру PV3), і повну напругу кола U (показання вольтметру PV1). З допомогою ватметра XWM1 виміряйте активну потужність P , яка споживається колом, і коефіцієнт потужності cosϕ (косинус кута зсуву фаз між струмом і напругою) – для цього двічі клацніть по ватметру лівою кнопкою миші. Таблиця 2.3. Покази вимірювальних приладів Параметр I , А RU , В LU , В U , В P , Вт cosϕ Прилад PA1 PV2 PV3 PV1 XWM1 XWM1

Значення Порівняйте виміряні величини (таблиця 2.3) з розрахунковими значеннями, знайденими аналітичним шляхом при підготовці до роботи (таблиця 2.2).

19

3. Побудуйте векторну діаграму кола. Позначте на діаграмі кут ϕ зсуву фаз між струмом і напругою. Перевірте, чи виконується другий закон Кірхгофа (для кіл змінного струму). 4. Подивіться на осцилограму напруг на резисторі (зелена осцилограма) і на ко-тушці (червона осцилограма). Для цього двічі клацніть по осцилографу лівою кнопкою миші. Як співвідносяться у цих напруг: - амплітуди; - частоти; - фази? У висновках по роботі аргументуйте свої спостереження. 5. Перемикачем 1S (перевівши його у верхнє, по схемі, положення) перейдіть на джерело живлення частотою вдвічі більшою ( 100f = Гц). Що змінилося на осци-лограмі напруг? У висновках по роботі поясніть свої спостереження.

6. Вимкніть живлення схеми, натиснувши кнопку або . 7. Зробіть висновки по роботі (по кожному пункту порядку виконання).

Контрольні питання

1. Чим відрізняються активне та реактивне навантаження, активна та реактивна потужність; наведіть відповідні формули. 2. Чи збігаються по фазі напруги на резисторі й котушці? Як на осцилографі відо-бражається взаємне розташування синусоїд напруг на резисторі й на котушці? 3. Як змінюються при подвоєнні частоти джерела живлення напруги на резисторі й на котушці і чому? 4. Чому дорівнює реактивна потужність у досліджуваному колі Q на частоті

50f = Гц? 5. Чому дорівнює повна потужність у досліджуваному колі S на частоті 50f = Гц? Чи зміниться і як зміниться вона при частоті 100f = Гц? 6. На яку частину періоду напруга на котушці випереджає напругу на резисторі? 7. Чи дорівнює діюче значення вхідної напруги U арифметичній сумі діючих зна-чень напруг на резисторі RU і на котушці LU ? Чому? 8. Як співвідносяться між собою амплітуди синусоїдальних напруг на резисторі і на котушці на частоті 50f = Гц?

20

9. Як співвідносяться між собою фази синусоїдальних напруг на резисторі і на ко-тушці на частоті 50f = Гц? 10. Чи змінюється (і як) амплітуди синусоїдальних напруг на резисторі і на коту-шці при переході з частоти 50f = Гц на частоту 100f = Гц? 11. Побудуйте трикутник опорів для досліджуваної схеми (у масштабі) для часто-ти струму 100f = Гц, позначте на ньому кут зсуву фаз між струмом і напругою. 12. Чи змінюється (і як) фази синусоїдальних напруг на резисторі і на котушці при переході з частоти 50f = Гц на частоту 100f = Гц? 13. Чи змінюється (і як) кут зсуву фаз ϕ між струмом та напругою, що прикладе-на до нерозгалуженого кола з резистором і котушкою, при переході з частоти

50f = Гц на частоту 100f = Гц? 14. Чи зміниться (і як) струм у нерозгалуженому колі з резистором і котушкою, при переході з частоти 50f = Гц на частоту 100f = Гц? 15. Наведіть порядок побудови векторної діаграми кола змінного струму.

21

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3

Тема: «Дослідження трифазного кола при з’єднанні електроприймачів зір-кою» Мета. Закріпити знання про трифазні електричні кола змінного струму, визначити залежності між лінійними та фазними напругами і струмами у трифазному колі, з’єднаному зіркою, з’ясувати призначення нульового провідника у чотирипровід-ній схемі. Обладнання: віртуальна лабораторія Multisim: джерело трифазної синусоїдальної напруги, захисні запобіжники, електроспоживачі у вигляді ламп розжарювання, амперметри, вольтметри, вимикачі.

Пояснення до роботи

При з'єднанні обмоток генератора «зіркою» кінці всіх трьох фаз з'єднують у загальну точку О, а до початків приєднують проводи, що відводять енергію в ме-режу. Ці три проводи називаються лінійними, а напруга між будь-якими двома лі-нійними проводами - лінійною напругою Uл.

Мал. 3.1. З’єднання фаз «зіркою»

Від спільної точки з'єднання кінців трьох фаз (від нульової точки «зірки») може бути відведений четвертий провід, називаний нульовим. Напруга між кожним із трьох лінійних проводів і нульовим проводом дорі-внює напрузі між початком і кінцем однієї фази, тобто фазній напрузі Uф.

22

Звичайно всі фази обмотки генератора виконуються однаковими, так що ді-ючі значення ЕРС у фазах рівні. Якщо в ланцюг кожної фази генератора включити навантаження, то по цих ланцюгах будуть проходити струми. У випадку однакового по величині й характеру опору всіх трьох фаз прий-мача, тобто при рівномірнім навантаженні, струми у фазах будуть рівні по вели-чині й зрушені по фазі щодо своїх напруг на той самий кут. Як максимальні, так і діючі значення фазних напруг при рівномірнім наван-таженні рівні, тобто UA = UB = UС. При з'єднанні обмоток симетричного генератора «зіркою» лінійна напруга в

3 1,73≈ разу більше фазної. Зі схеми видно, що при з'єднанні обмоток генератора «зіркою» струм у лі-нійнім проводі дорівнює струму у фазах генератора, тобто Iл = Iф. На підставі першого закону Кірхгофа струм у нульовім проводі дорівнює геометричній сумі струмів у фазах генератора: 0 A B CI I I I= + +

.

При рівномірнім навантаженні струми у фазах генератора рівні між собою й зрушені по фазі на 1/3 періоду. Геометрична сума струмів трьох фаз у такому ви-падку дорівнює нулю, тобто в нульовім проводі струму не буде. Тому при симет-ричнім навантаженні нульовий провід може бути відсутнім. При несиметричнім навантаженні струм у нульовім проводі не дорівнює нулю. Його можна визначити графічно, виходячи з векторного рівняння

0 A B CI I I I= + +

. Звичайно нульовий провід має менший поперечний переріз, ніж лінійні проводи.

Порядок виконання роботи

1. Запустити програму Multisim і зібрати схему, зазначену на малюнку 3.2. (Файл lr3.ms12). Ввімкніть режим емуляції (подайте напругу), натиснувши кнопку або .

23

Мал. 3.2. Схема трифазного кола, з’єднаного зіркою.

2. При розімкнутих вимикачах 1SA та 2SA маємо трифазну трипровідну (без ну-льового проводу) симетричну схему. Виміряйте фазні струми та напруги за допо-могою амперметрів 1PA , 2PA , 3PA та вольтметрів 1PV , 2PV , 3PV . Показання приладів занесіть до таблиці (рядок 1). Таблиця 3.1. Покази амперметрів і вольтметрів

№ Зірка 2SA 1SA AI , А

BI , А

CI , А

0I , А

AU , В

BU , В

CU , В

1

3-провідна, симетри-

чна

2

4-провідна, симетри-

чна

3 3-

провідна,

24

№ Зірка 2SA 1SA AI , А

BI , А

CI , А

0I , А

AU , В

BU , В

CU , В

несимет-рична

4

4-провідна, несимет-

рична

3. Замкніть вимикач 2SA , тим самим задіявши нульовий провід і перетворивши трипровідну «зірку» у чотирипровідну. Виміряйте фазні струми, струм у нульо-вому проводі та фазні напруги за допомогою амперметрів 1PA , 2PA , 3PA , 4PA та вольтметрів 1PV , 2PV , 3PV . Показання приладів занесіть до таблиці (рядок 2). Порівняйте результати з тими, які були отримані в п.2 (рядок 1). У висновках по роботі проаналізуйте значення нульового провідника у си-метричній трифазній схемі, з’єднаній «зіркою». 4. Розімкніть вимикач 2SA і замкніть вимикач 1SA , перетворивши тим самим схему на трьохпровідну з несиметричним навантаженням (у фазі А увімкнуто 2 лампочки, а в фазах В та С – по 1). Виміряйте фазні струми та напруги за допомогою амперметрів 1PA , 2PA ,

3PA та вольтметрів 1PV , 2PV , 3PV . Показання приладів занесіть до таблиці. Порівняйте результати з тими, які були в п. 2 (рядок 1) та п.3 (рядок 2). У висновках по роботі поясніть, які наслідки має відсутність нульового про-відника при несиметричному навантаженні. 5. Замкніть обидва вимикачі 2SA і 1SA , перетворивши тим самим схему на чоти-рьохпровідну (з нульовим проводом) і з несиметричним навантаженням (у фазі А увімкнуто 2 лампочки, а в фазах В та С – по 1). Виміряйте фазні струми та напру-ги за допомогою амперметрів 1PA , 2PA , 3PA , 4PA та вольтметрів 1PV , 2PV ,

3PV . Показання приладів занесіть до таблиці. Порівняйте результати з тими, які були в п. 2 (рядок 1), 3 (рядок 2) та 4 (рядок 3). У висновках по роботі визначте, яку роль відіграє нульовий провід у чотирьохпровідній схемі при несиметричному навантаженні.

6. Вимкніть живлення схеми, натиснувши кнопку або . Зробіть висновки по роботі.

25

Питання для підготовки.

1. Що називають трифазною електричною системою? 2. Як з'єднати фази джерела й приймача електроенергії «зіркою»? 3. Яка напруга називається фазною? 4. Яка напруга називається лінійною? 5. Який струм називається лінійним? 6. Який струм називається фазним? 7. Яке з навантажень – силове або освітлювальне – припускає більшу необхідність у наявності нейтрального (нульового) проводу? 8. Які існують залежності між діючими лінійними й фазними напругами трифаз-ної чотирипровідної мережі? 9. При яких умовах трифазна система називається симетричною? 10. У яких умовах можна обійтися без нейтрального (нульового) проводу? 11. Яке співвідношення між фазними напругами для несиметричного навантажен-ня при наявності нейтрального (нульового) проводу? 12. Як визначити струм у нейтральнім (нульовім) проводі, знаючи струми у фаз-них навантаженнях? 13. До чого може призвести обрив нейтрального (нульового) проводу при несиме-тричнім навантаженні? 14. Чому в ланцюг нейтрального (нульового) проводу не можна ставити вимикачі й захисні пристрої (автомати захисту, запобіжники)? 15. Як визначити активну, реактивну, повну потужності трифазної системи?

26

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 4

Тема: «Дослідження електродвигуна постійного струму з паралельним збу-дженням» Мета. По дослідних даних побудувати механічну, швидкісну, робочі характерис-тики двигуна постійного струму з паралельним збудженням. Визначити способи регулювання частоти обертання, коефіцієнт корисної дії. Обладнання: віртуальна лабораторія Multisim: двигун постійного струму 2ПН100L УХЛ4, джерело постійної напруги, пусковий та регулювальний реоста-ти, амперметри, механічне навантаження, тахометр.

Пояснення до роботи

Колекторні машини мають властивість оборотності, тобто вони можуть працювати як у режимі генератора, так і в режимі двигуна. Тому якщо машину постійного струму підключити до джерела енергії постійного струму, то в обмотці збудження й в обмотці якоря машини з'являться струми. Взаємодія струму якоря з полем збудження створює на якорі електромагнітний момент M , який є не галь-муючим, як у генераторі, а обертаючим. Під дією електромагнітного моменту якоря машина почне обертатися, тобто машина буде працювати в режимі двигуна, споживаючи з мережі електричну ене-ргію й перетворюючи її в механічну. У процесі роботи двигуна його якір оберта-ється в магнітнім полі. В обмотці якоря індуктується ЕРС aE . По своїй природі вона не відрізняється від ЕРС, що наводиться в обмотці якоря генератора. У дви-гуні ж ЕРС направлена проти струму якоря aI , і тому її називають протиелектро-рушійною силою ( проти-ЕРС) якоря (мал. 4.1).

Рис. 4.1. Напрямок противо-ЕРС в обмотці якоря двигуна

27

Залежно від способу збудження двигуни постійного струму, так само як і генератори, розділяють на двигуни з збудженням від постійних магнітів (магніто-електричні) і з електромагнітним збудженням. Останні у відповідності зі схемою включення обмотки збудження щодо обмотки якоря підрозділяють на двигуни паралельного (шунтові), послідовного (серієсні) і змішаного (компаундні) пору-шення. Для двигуна, що працює з постійною частотою обертання,

a aU E I r= + Σ . Відповідно до формули ЭДС a eE c n= Φ частота обертання двигуна (об/хв)

a a

e e

E U I rnc c

− Σ= =

Φ Φ,

де rΣ - загальний опір ланцюга якоря; Φ - магнітний потік збудження; тобто частота обертання двигуна прямо пропорційна напрузі й обернено пропор-ційна магнітному потоку збудження. Фізично це пояснюється тим, що підвищен-ня напруги U або зменшення потоку Ф спричиняє збільшення різниці ( aU E− ),

це, у свою чергу, веде до росту струму aI ( aa

U EIr−

=Σ

) . Внаслідок цього зрослий

струм підвищує обертаючий момент, і якщо при цьому навантажувальний момент залишається незмінним, то частота обертання двигуна збільшується.

Рис. 4.2. Залежність швидкості обертання (n) двигуна постійного струму

на холостому ходу від величини магнітного потоку (F)

28

Таким чином, регулювати частоту обертання двигуна можна зміною або напруги U , що підводиться до двигуна, або основного магнітного потоку Ф, або електричного опору в ланцюзі якоря rΣ . Напрямок обертання якоря залежить від напрямків магнітного потоку збу-дження Ф и струму в обмотці якоря. Тому, змінивши напрямок якої-небудь із за-значених величин, можна змінити напрямок обертання якоря. Слід мати на увазі, що перемикання загальних затискачів рубильника не дає зміни напрямку обер-тання якоря, тому що при цьому одночасно змінюється напрямок струму й в об-мотці якоря, і в обмотці збудження.

Пуск двигуна. Струм якоря двигуна визначається формулою ( aa

U EIr−

=Σ

).

Якщо прийняти U й rΣ незмінними, то струм aI залежить від проти-ЕРС aE . Найбільшого значення струм aI досягає при пуску двигуна в хід. У початковий момент пуску якір двигуна нерухомий ( 0n = ) і в його обмотці не індуктується ЕРС ( 0aE = ). Тому при безпосередньому підключенні двигуна до мережі в обмо-тці його якоря виникає пусковий струм

aUI

r′ =

Σ.

Звичайний опір rΣ невеликий, тому значення пускового струму досягає не-припустимо великих значень, що в 10-20 разів перевищують номінальний струм двигуна. Такий великий пусковий струм досить небезпечний для двигуна. По-перше, він може спричинити в машині вогонь по колу, а по-друге, при такому струмі у двигуні розвивається надмірно великий пусковий момент, який спричиняє ударну дію на обертові частини двигуна й може механічно їх зруйнувати. І нарешті, цей струм викликає різке спадання напруги в мережі, що несприятливо відбивається на роботі інших споживачів, включених у цю мережу. Тому пуск двигуна безпо-середнім підключенням у мережу (безреостатний пуск) звичайно застосовують для двигунів потужністю не більш 0,7-1,0 кВт. У цих двигунах завдяки підвище-ному опору обмотки якоря й невеликим обертовим масам значення пускового струму лише в 3-5 раз перевищує номінальний, що не представляє небезпеки для двигуна. Що ж стосується двигунів більшої потужності, то при їхньому пуску для обмеження пускового струму використовують пускові реостати (ПР), що вклю-чаються послідовно в ланцюг якоря (реостатний пуск). У міру розгону якоря двигуна важіль пускового реостата перемикають у по-ложення з меншим опором, наприкінці пуску його опір дорівнює нулю (

29

0пR = ). Опір пускового реостата вибирають звичайно таким, щоб найбільший пу-сковий струм перевищував номінальний не більш ніж в 2-3 рази. Через те, що обертаючий момент двигуна M прямо пропорційний потоку Ф, то для полегшення пуску двигуна паралельного й змішаного збудження опір реостата в ланцюзі збудження слід повністю вивести ( 0рR = ). Потік збудження Ф

у цьому випадку одержує найбільше значення й двигун розвиває необхідний обе-ртаючий момент при меншому струмі якоря. Двигун паралельного збудження. Схема включення в мережу двигуна па-ралельного збудження показана на мал. 4.3. Характерною рисою цього двигуна є те, що струм в обмотці збудження не залежить від струму навантаження (струму якоря). Із збільшенням гальмівного моменту на валу момент обертання автоматич-но збільшується за рахунок струму яI ( м яM c I= Φ ) доти, доки при деякому n не настає рівність гальмівного моменту і моменту обертання. Таким чином, кожному навантаженню відповідає деяка частота обертання. Експлуатаційні властивості двигуна визначаються його механічною харак-теристикою ( )n f M= (мал. 4.4, а) і робочими характеристиками, під якими розу-міють залежність частоти обертанняn , струму якоря aI ( яI ), моменту M , що обертаєη , ККД від потужності 2P на валу двигуна при постійних напрузі жив-лення (U = const) і струмі збудження ( f вI I= = const) (мал. 4.4, б).

Рис. 4.3. Схема включення двигуна з

паралельним збудженням

Рис. 4.4. Характеристики двигуна

паралельного збудження: а) механічна; б) робочі

Характерною властивістю двигуна з паралельним збудженням є майже пос-тійна частота обертання при зміні навантаження на його валу. Враховуючи неве-

30

лику зміну частоти обертання, говорять, що двигун паралельного збудження має «жорсткі» механічну ( )n f M= й робочу 2( )n f P= характеристики. Електродвигуни постійного струму серії 2ПН призначені для роботи в регу-льованих автоматизованих електроприводах постійного струму. Застосовуються в приводах подачі металорізальних верстатів, промислових роботах, маніпуляторах і іншому виробничім устаткуванні.

Рис. 4.5. Електродвигун 2ПН100L УХЛ4. Структура умовної позначки 2ПН ХХ Х4: 2 – порядковий номер серії; П – електрична машина постійного струму; Н – виконання по роду захисту й способу охолодження; Х – висота осі обертання, мм (90;100); Х – умовна довжина сердечника якоря ( М-Перша довжина; L-Друга довжина); Х4 – кліматичне виконання (УХЛ, ПРО).

Таблиця 4.1. Технічні характеристики двигуна 2ПН100L УХЛ4

Потуж-ність,

Вт

Номінальний момент, Н*м

Напруга жи-влення об-моток, В

Струм якоря,

А

Швидкість обертання вала, об/хв ККД,

% номіна-льна

макси-мальна

1700 7,38 110 18,75

2200 4000 77

220 9,29 78

31

Порядок виконання роботи

1. Запустити програму Multisim і зібрати схему, зазначену на малюнку 4.6. (Файл lr4.ms12).

Мал. 4.6. Схема для зняття характеристик двигуна постійного струму з паралельним збудженням.

Зібрати електричну схему відповідно малюнку, ввести повністю пусковий реостат ПR (опір 100%). Регулювальний реостат PR у колі збудження має бути виведений (опір 0%). Надати зібрану схему для перевірки викладачу. 2. Побудова графіку залежності швидкості обертання. Увімкнути живлення, натиснувши кнопку або . По мірі того, як збі-льшується частота обертання валу, поступово вивести пусковий реостат до кінця (опір 0%). Встановити, як змінюється частота обертання якоря при зміні опору в колі якорю. Встановити, як змінюється частота обертання якоря при зміні опору в колі збудження (відповідно, зміні струму збудження і магнітному потоку). Для pR 0%,

25%, 50%, 75% і 100% зняти покази струму збудження fI (амперметр 1PA ) та

швидкості обертання n (тахометр 1PV ). Результати занести в таблицю 4.2.

32

Магнітний потік в обмотці збудження Оf fL IΦ = . Індуктивність обмотки

збудження 0,042ОfL Гн= . Розрахувати для виміряних струмів збудження відпові-

дні магнітні потоки, занести в таблицю 1. Таблиця 4.2. Дослідження залежності швидкості обертання від магнітного потоку

№ Опір регулюва-льного реостату,

%

Струм fI в

обмотці збу-дження, А

Магнітний потік Φ в обмотці збуджен-

ня, Вб

Швидкість n обер-тання валу (холос-

тий хід), об/хв 1 0 2 25% 3 50% 4 75% 5 100%

Побудуйте по точках графік залежності швидкості обертання двигуна на холостім ході від магнітного потоку збудження (з’єднавши точки плавною ліні-єю). Виведіть регулювальний реостат pR у положення 0%, а пусковий реостат

пR введіть у положення 100%. Вимкніть живлення схеми, натиснувши кнопку

або . У висновках по роботі наведіть формулу залежності частоти обертання дви-гуна від величину магнітного потоку обмотки збудження. Проаналізуйте, чи від-повідає побудований вами графік залежності ( )n f= Φ цій формулі; чи відповідає цій формулі зміна швидкості обертання при зміні опру в колі якорю. Чому обрив кола збудження є аварійним режимом для двигунів постійного струму з паралель-ним збудженням?

33

Рис. 4.7. Графік залежності частоти обертання валу двигуна на холостому ходу від

величини магнітного потоку 3. Побудова механічної та робочих характеристик. Увімкнути живлення, натиснувши кнопку або . По мірі того, як збі-льшується частота обертання валу, поступово вивести пусковий реостат до кінця (опір 0%). Гальмівний момент двигуна можна міняти з допомогою гальмівного при-строю. При незмінній напрузі живлення 220U B= , виведеному пусковому реостаті ( 0%пR = ) та незмінному магнітному потоці збудження ( 0%pR = ) гальмівним

пристроєм 2B встановити на валу двигуна режим холостого ходу (постійний мо-мент 0 Н⋅м). Тахометром 1PV виміряти частоту обертання вала, струм якоря aI , повний струм, що споживається, I , записати покази усіх приладів у таблицю 4.3. Пусковий реостат пR введіть у положення 100%. Вимкніть живлення схеми,

натиснувши кнопку або . Змініть за допомогою гальмівного пристрою 2B механічне навантаження на валу, встановивши момент 4M = Н ⋅м. Увімкнути живлення, натиснувши кнопку або . По мірі того, як збільшується частота

34

обертання валу, поступово вивести пусковий реостат до кінця (опір 0%). Тахоме-тром 1PV виміряти частоту n обертання вала, струм якоря ЯI , повний струм, що споживається, I , записати покази усіх приладів у таблицю 4.3. Таблиця 4.3. Дані для побудови механічної та робочих характеристик № до-сліду

U , В fI , А M , Н ⋅м

n , об/хв aI , А I , А 2P , Вт 1P , Вт η , %

1 220 0,746 12 2 220 0,746 8 3 220 0,746 4 4 220 0,746 0

Аналогічно виміряйте частоту n обертання вала, струм якоря aI , повний струм, що споживається, I для моментів навантаження 8 Н⋅м (близький до номі-нального) та 12 Н ⋅м (більше номінального). Дані занесіть у таблицю 4.3. Вимкніть живлення схеми, натиснувши кнопку або .

По формулі 2260 9,554

n MnP M M πω= = = находимо потужність, що віддається

(корисну) - 2P ; по формулі 1P UI= находимо потужність, що підводиться (спожи-

вається) - 1P ; по формулі 2

1

PP

η = находимо коефіцієнт корисної дії (ККД) двигуна.

Отримані результати (для всіх дослідів) заносимо в таблицю 4.3. Використовуючи дані таблиці, побудувати графік механічної характеристи-ки ( )=n f M та графіки робочих характеристик електродвигуна 2( )n f P= (так звана «швидкісна характеристика»), 2( )M f P= , 2( )aI f P= , 2( )f Pη = . При побу-дові графіків точки з’єднувати плавною лінією. У висновках по роботі проаналізувати отримані залежності із точки зору відповідності їх фізичним принципам і аналітичним залежностям: як змінюється частота обертання вала при зменшенні опору в ланцюзі якоря й при збільшенні опору в ланцюзі обмотки збудження; який характер має залежність частоти обер-тання вала від моменту на валу й корисної потужності; чому графік обертаючого моменту проходить через початок координат, а графік струму якоря – ні; чим по-яснюється форма графіка ККД.

35

Мал. 4.8. Механічна характеристи-

ка ( )n f M= Мал. 4.9. Швидкісна характеристика

2( )n f P=

Мал. 4.10. Робоча характеристика

2( )M f P= Мал. 4.11. Робоча характеристика

2( )aI f P=

Мал. 4.12. Робоча характеристика 2( )f Pη =

36

Контрольні питання.

1. Як улаштований двигун постійного струму? 2. На якім явищі заснований принцип дії двигунів постійного струму? 3. Чому не можна увімкнути двигун постійного струму в мережу без пускового реостата? 4. Як класифікуються двигуни постійного струму по способу підключення обмо-ток якоря й збудження? 5. Чому для двигуна постійного струму з незалежним (паралельним) збудженням небезпечний обрив ланцюга збудження? 6. Як практично можна регулювати частоту обертання вала двигуна паралельного збудження? 7. Як зміниться частота обертання вала двигуна постійного струму при зменшенні опору в ланцюзі якоря? Чому? 8. Як зміниться частота обертання вала двигуна постійного струму при зменшенні опору в ланцюзі обмотки збудження? Чому? 9. Яким образом можна змінювати напрямок обертання вала двигуна постійного струму? 10. Як зміниться напрямок обертання вала двигуна постійного струму, якщо од-ночасно змінити полярність джерела живлення якоря й обмотки збудження? 11. Яку залежність виражає механічна характеристика двигуна з паралельним збудженням? 12. Які залежності виражають робочі характеристики двигуна з паралельним збу-дженням? 13. Чому механічна характеристика двигуна постійного струму з паралельним збудженням уважається «жорсткою»? 14. Чим визначається коефіцієнт корисної дії двигунів постійного струму? 15. Що є характерною властивістю для двигуна постійного струму з паралельним збудженням?

37

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 5

Тема: Зняття вхідних і вихідних характеристик транзистора Мета. Закріпити знання про принципи роботи напівпровідникового транзистора та його характеристики; навчитися знімати статичні характеристики транзистора, визначати по характеристиках транзистора у робочій точці його статичні параме-три. Обладнання: віртуальна лабораторія Multisim: високочастотний транзистор малої потужності структури n-p-n 2N2222A (вітчизняний аналог – КТ3117Б), джерела живлення, потенціометр, перемикач, вольтметри, амперметри, характерограф.

Пояснення до роботи Біполярний транзистор являє собою триелектродний напівпровідниковий прилад із двома електронно-дірковими переходами, має три виводи й призначе-ний для посилення й генерування електричних сигналів. Електронно-діркові пе-реходи в транзисторі утворюються трьома областями різної електропровідності. Залежно від порядку чергування областей транзистори можуть бути типів p-n-p і n-p-n. В обох випадках транзистор містить два p-n (або n-p) переходи. На мал. 5.1 показана умовна позначка транзисторів типів p-n-p і n-p-n.

Мал. 5.1. Умовні позначки транзисторів

Один зовнішній шар транзистора називають емітером, він головним чином і створює струм транзистора. Інший зовнішній шар називають колектором. Він збирає заряди, що надходять від емітера. Середній шар транзистора називають базою. На перший перехід (емітер-база) подають пряму (що відчиняє) напругу. Навіть при невеликій прямій напрузі (долі вольта) через перший (емітерний) пе-рехід може проходити значний струм. На другий перехід (база-колектор) подають

38

зворотну (що зачиняє) напругу. Значення напруги на другому (колекторному) пе-реході набагато більше, чим на першому (одиниці - десятки вольт). Фізика роботи транзисторів типів p-n-p і n-p-n у принципі однакова. Розгля-немо роботу транзистора типу n-p-n. Між колектором і базою прикладена позити-вна напруга. При відсутності струму емітера через колекторний перехід тече тіль-ки зворотний струм колектору КБОI , обумовлений неосновними носіями зарядів у колекторі й базі. У більшості транзисторів цей струм дуже малий і його часто не враховують при розрахунках електричних схем. При подачі прямої напруги на емітерний перехід виникає струм емітера EI . Електрони валентної зони емітера починають рухатися убік бази. Через те, що база виконана із провідника p-типу, електрони для неї є неосновними носіями заряду. Товщина бази в транзисторі ду-же мала, тому більша частина електронів, що інжектовані емітером, пролітає крізь базу до колекторного переходу, захоплюється електричним полем колектору й утворює струм колектору KI . Ті електрони, які частково рекомбінують у базі з ві-льними дірками, утворюють струм бази БI . Очевидно, що в транзисторі

К E БI I I= − . Зв'язок між збільшеннями струмів колектору й емітера характеризу-

ється коефіцієнтом передачі струму емітера К

E

IIα ∆= ∆ . При досить тонкій базі, а

виходить, при малих втратах електронів за рахунок їх рекомбінації в базі, коефіці-єнт передачі струму емітера може бути більш 0,99. Змінюючи струм емітера, можна управляти струмом колектору. При малій товщині бази зміна струму колектору при зміні струму емітера відбувається з ду-же малою інерцією аж до найвищих частот. Через те, що К EI I≈ , а зворотна напру-га на колекторному переході набагато більша, ніж пряма напруга на емітерному переході, то потужність, створювана колекторним струмом у навантаженні, може бути набагато більше потужності, затрачуваної на керування струмом у ланцюзі емітера. Таким чином, транзистор має підсилювальний ефект. У розглянутому прикладі (мал. 5.1) базовий електрод є спільним для емітер-ного і колекторного ланцюгів. Таке включення транзистора називають включен-ням за схемою із спільною базою. Можливі також інші способи включення тран-зистора: із спільним емітером, із спільним колектором. У схемі із спільним емітером струм бази управляє струмом колектору, у схемі із спільним колектором струм бази управляє струмом емітера. Найбільше часто використовують транзистори при їхньому включенні за схемою із спільним емітером (мал. 5.2). Вхідною напругою в схемі із спільним емітером є БЕU . Пер-ший перехід відкритий, якщо на базі позитивна напруга (для транзистора n-p-n-типу). Вихідною напругою тут є КЕU . Напруга на колекторі також повинна бути

39

позитивною відносно емітера. Другий перехід закритий, якщо напруга на колек-торі по модулю не перевищує напругу на базі.

Мал. 5.2. Схема із спільним емітером

Параметри транзистора можна визначити по його вхідних і вихідних харак-теристиках. Вхідні характеристики транзистора, включеного за схемою із спі-льним емітером, являють собою залежності струму бази від напруги на базі:

Б БЕI f (U )= при КЕU = const. На мал. 5.3 наведені вхідні характеристики транзистора при його включенні із спільним емітером. При відкритому першому переході струм бази (тобто вхід-ний струм) сильно залежить від прямої напруги на базі БЕU й мало залежить від зворотної напруги КЕU (при його великім значенні). При збільшенні зворотної напруги КЕU вхідна характеристика небагато зміщається вниз, що пояснюється зменшенням струму бази через збільшення струму колектору. Використовуючи вхідну характеристику транзистора, можна визначити його вхідний опір ВХR для певного положення робочої точки А (див. мал. 5.3). Для цього при постійній на-прузі на колекторі КЕU задають збільшення струму бази БI∆ й визначають, якою виходить при цьому зміна напруги на базі БЕU∆ . Вхідний опір транзистора визна-

чають як відношення: БЕВХ

БЕ

UR I∆= ∆ .

40

Рис. 5.3. Вхідні характеристики

транзистора

Рис. 5.4. Вихідні характеристики транзистора

Вихідні характеристики транзистора, включеного за схемою із спільним емітером, являють собою залежності колекторного струму від напруги на колек-торі: К КЕI f (U )= при БI = const. На мал. 5.4 наведені вихідні характеристики тра-нзистора, включеного за схемою із спільним емітером. Зі збільшенням струму ба-зи БI характеристики зміщаються нагору. Зв'язок між струмом колектору КI й

струмом бази БI визначається коефіцієнтом передачі струму бази К

Б

IIβ ∆= ∆ ,

який легко можна виразити через відомий коефіцієнт передачі струму емітера α : К К

Б Э К

I II I I 1

αβ α∆ ∆= = =∆ ∆ − ∆ − . Коефіцієнт передачі струму бази β залежить

від напруги на колекторі КЕU й від струму емітера ЕI . У транзисторів є деяке оп-тимальне значення струму емітера, при якім коефіцієнт передачі струму бази β виходить найбільшим. При збільшенні струму бази на БI∆ характеристика колекторного струму зміщається нагору на β БI∆ . Через те, що коефіцієнт передачі струму бази β за-лежить від струму емітера, зсув вихідних характеристик нагору при однакових змінах струму бази виходить різним: спочатку відстань між характеристиками зростає, а потім зменшується. При малих напругах на колекторі КЕ БЕU U< транзистор переходить у ре-жим насичення, при якім неосновні заряди інжектуються в базу не тільки еміте-ром, але й колектором. Для збереження струму бази незмінним (характеристики знімають при БI = const) потрібно зменшити напругу на базі, що приводить до рі-зкого зменшення струмів емітера й колектору. У цьому місці вихідні характерис-тики мають різкий спад, коефіцієнт передачі струму бази β різко зменшується, ефективність керування колекторним струмом знижується.

41

По вихідних характеристиках можна визначити також вихідний опір тран-зистора ВИХR . Для цього в робочій точці А при БI = const задають збільшення колекторної напруги КЕU∆ й визначають, яке виходить при цьому збільшення струму колектору KI∆ . Вихідний опір транзистора знаходять як відношення:

КЕВИХ

К

UR I∆= ∆ .

Порядок виконання роботи

1. Запустіть програму Multisim і зберіть схему (транзистор увімкнений із спільним емітером), зазначену на малюнку 5.5. (Файл lr5.ms12).

Мал. 5.5. Схема для зняття вхідної та вихідної характеристик транзистора.

Ввімкніть режим емуляції (подайте напругу), натиснувши кнопку або

. 2. Зніміть і побудуйте по точках (на малюнку 5.6) сімейство вхідних харак-теристик транзистора ( )=Б БЕI f U при =КЕU const . Першу характеристику зніміть при 0=КЕU (ліве положення перемикача SA1), другу – при 5=КЕU B (праве по-ложення перемикача SA1). Змінюючи положення движка потенціометра R1, пос-тупово збільшуйте напругу на базі, кожного разу вимірюючи струм бази. Резуль-тати заносьте в таблиці 5.1 та 5.2. Зверніть увагу на те, як розташовані одна відносно іншої характеристики при 0=КЕU B і при 5=КЕU B ; у висновках поясніть причину, чому при збільшенні напруги на колекторі вхідна характеристика зсувається праворуч.

42

Таблиця 5.1. Значення струму бази БI при різних значеннях напруги БЕU для

0=КЕU B Напруга БЕU , В 0 0,5 0,52 0,54 0,56 0,58 0,6 0,62 0,64 0,66

Струм бази БI , мА

при 0=КЕU B

Таблиця 5.2. Значення струму бази БI при різних значеннях напруги БЕU для

5=КЕU B Напруга БЕU , В 0,62 0,64 0,66 0,68 0,7 0,72 0,74 0,76 0,78 0,8

Струм бази БI , мА

при 5=КЕU B

Мал. 5.6. Сімейство вхідних характеристик транзистора

Використовуючи вхідну характеристику при 5=КЕU B , визначте вхідний

опір транзистора при 0,7...0,72=БЕU В , 0,02∆ =БЕU B : ∆= ∆БЕ

BXБ

UR I .

43

3. Зніміть сімейство вихідних характеристик транзистора ( )=K KI f U при =БI const з допомогою характерографа XIV1, підключаючи відповідні виводи

транзистора до його входів. Для відкриття вікна характерографа двічі клацніть мишкою на його зображенні на схемі. При пересуванні вертикальної візирної лінії внизу вікна виводяться координати точок (обраний мишкою струм бази БI , зна-чення напруги колектору КЕU і струму колектору KI ) виділеної характеристики, у яких їх перетинає візирна лінія. Вибравши посередині навантажувальної характе-ристики точку спокою, порахуйте в ній вихідний опір транзистора: запишіть ко-ординати двох точок характеристики при двох фіксованих положеннях візиру на лінійній ділянці характеристики (наприклад, при 0,3=БI мА , 1 5=KU B , 2 6=KU B

), порахуйте ∆= ∆K

ВИХK

UR I .

Записавши при фіксованій напрузі на колекторі 5=КЕU B два значення струму колектору при двох значеннях струму бази (наприклад, при 1 0,1=БI мА і

2 0,3=БI мА ), знайдіть статичний коефіцієнт передачі струму транзистора (коефі-

цієнт підсилення по струму) β ∆= ∆K

Б

II .

4. Вимкніть живлення схеми, натиснувши кнопку або . Зробіть ви-сновки по роботі (по кожному пункту).

Питання для підготовки 1. Що являє собою біполярний транзистор? Структури (типи) біполярного транзи-стора. 2. Умовне графічне позначення біполярного транзистора, його виводи. 3. У якому напрямку при роботі біполярного транзистора зсувається емітерний та колекторний переходи? 4. Що називають зворотним струмом колектору, чим він створюється? 5. Що означають схеми увімкнення біполярного транзистора – із спільною базою, спільним емітером, спільним колектором? 6. Яка з схем увімкнення біполярного транзистора (з спільною базою, спільним емітером, спільним колектором) характеризується найбільшим, а яка - най-меншим вхідним опором? 7. Яка з схем увімкнення біполярного транзистора (з спільною базою, спільним емітером, спільним колектором) характеризується найбільшим, а яка - най-меншим вихідним опором?

44

8. Чому схему увімкнення біполярного транзистора з спільним колектором нази-вають емітерним повторювачем? 9. Що означають коефіцієнт передачі струму емітера α та коефіцієнт передачі струму бази β ? 10. Що являє собою сімейство вхідних характеристик транзистора, включеного за схемою із спільним емітером? 11. Що являє собою сімейство вихідних характеристик транзистора, включеного за схемою із спільним емітером? 12. Як, використовуючи вхідну характеристику транзистора, можна визначити його вхідний опір ВХR для певного положення робочої точки? 13. Куди зміщається при збільшенні зворотної напруги КЕU вхідна характеристи-ка біполярного транзистора і чому? 14. Як по вихідних характеристиках можна визначити вихідний опір транзистора

ВИХR ? 15. Як по вихідних характеристиках можна визначити коефіцієнт передачі струму бази транзистора β ?

45

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 6

Тема: Дослідження роботи електронних випрямлячів Мета. 1. Вивчення роботи випрямних пристроїв. 2. Вивчення впливу фільтрів, що згладжують, на випрямлену напругу. Прилади й устаткування: віртуальна лабораторія Multisim, в тому числі – понижувальний силовий трансформатор, осцилограф, випрямні діоди 1N3900, щитові прилади.

Рис. 6.1. Діод 1N3900

Загальні теоретичні положення.

У якості джерел живлення різних електронних пристроїв часто використо-вують випрямлячі. До складу випрямляча (мал. 6.2) входять наступні основні еле-менти: трансформатор Т - пристрій для перетворення напруги змінного струму живильної мережі в необхідну змінну напругу й розділення електричних кіл; вен-тиль В - пристрій, що випрямляє, володіє однобічною провідністю електричного струму; фільтр Ф - пристрій, що забезпечує необхідне ослаблення пульсації ви-прямленої напруги.

Рис. 6.2. Структурна схема випрямляча

46

Вентиль перетворює змінну напругу в пульсуючу, що забезпечується його властивістю однобічної електропровідності. При прямій напрузі опір вентиля бли-зько до нуля, а при зворотній напрузі він стає дуже великим. У цей час більшість випрямлячів виконують на напівпровідникових діодах (германієвих і кремнієвих). Силові напівпровідникові діоди в порівнянні з іншими мають низку переваг: більш високий ККД; постійну готовність до роботи, великий термін служби, малі масу й габарити, високу надійність. Вольт-амперна характеристика напівпровідникового діода (мал. 6.3, б) від-різняється від ідеальної характеристики вентиля (мал. 6.3, а), тому що при зворот-ній напрузі діод проводить струм. Однак у гарних діодів зворотні струми досить малі й несуттєво впливають на роботу випрямляча. У табл. 6.1 наведені основні електричні параметри напівпровідникових діодів, найбільш часто використовува-них у схемах випрямлячів: максимальна зворотна напруга .maxзвU , максимальний зворотний струм .maxзвI , максимальний середній випрямлений струм 0maxI . Таблиця 6.1. Основні електричні параметри напівпровідникових діодів Позначення діо-

дів .maxзвU , В .maxзвI , мкА 0maxI , А

1N3899 50 50 20 1N3900 100 50 20 1N3901 200 50 20 1N3902 300 50 20 1N3903 400 50 20

Рис. 6.3. Ідеальна (а) і реальна (б) вольт-амперні характеристики напівпровідни-кового діода

47

На мал. 6.4 представлена найпростіша схема однопівперіодного випрямля-ча, до складу якої входять трансформатор Т, діод VД і навантаження R. Діаграми напруг і струму в схемі однопівперіодного випрямляча показані на мал. 6.5.

Рис. 6.4. Схема однопівперіодного випрямляча

Рис. 6.5. Діаграми напруг і струмів у схемі однопівперіодного випрямляча

Струм у ланцюзі навантаження, включеному послідовно з діодом, прохо-дить лише в ті моменти часу, коли до нього прикладена пряма напруга. Кожну половину періоду напруга вторинної обмотки трансформатора міняє знак. Тому протягом півперіоду до діода прикладена пряма напруга, протягом наступного півперіоду - зворотня. Через діод і навантаження струм проходить тільки в одному (прямому) на-прямку, тобто струм у навантаженні постійний по напрямкові, але пульсуючий. Випрямлена напруга збігається за формою з випрямленим струмом. Частота пуль-сацій випрямленої напруги дорівнює частоті мережі.

48

Пульсуючі струм і напруга містять постійні складові. Середнє за період зна-чення випрямленої (пульсуючої) напруги, тобто її постійна складова, визначаєть-

ся вираженням 20

mUUπ

= , де 2mU - амплітуда напруги у вторинній обмотці транс-

форматора, або 20 2

2 0,45UU Uπ

= = , де 2U - діюча напруга.

Максимальне значення зворотної напруги, що прикладається до діода, дорі-внює амплітудному значенню: . 2 0обр m mU U Uπ= = .

Якість випрямляча характеризується відношенням постійної складової 0U

випрямленої напруги до діючого значення змінної напруги 2U : 0

2

UU . Чим більше

значення цього відношення, тем вище якість схеми випрямляча. Для однопівпері-

одного випрямляча 0

2

UU = 0,45.

Важливою вимогою до випрямляча є зниження змінної складової випрямле-ної напруги, яка характеризується коефіцієнтом пульсацій ПK , рівним відношен-ню амплітудного значення змінної складової випрямленої напруги до його пос-

тійної складової: ~

0

mП

UK U= . Коефіцієнт пульсацій часто визначають по першій

гармоніці: 11

0

mП

UK U= , де 1mU - амплітуда першої гармоніки випрямленої напру-

ги. Для однопівперіодного випрямляча 1ПK = 1,57. До випрямлячів пред'являється також вимога, що стосується режиму роботи вентилів: зворотна напруга на закритому вентилі не повинна набагато перевищу-вати випрямлену напругу. Виконання цієї вимоги характеризується відношенням максимального значення зворотної напруги .обр mU до середнього значення випря-

мленої напруги 0U : .

0

обр mUU . Для однопівперіодного випрямляча .

0

обр mUU π= .

Схеми однопівперіодних випрямлячів мають ряд істотних недоліків: мале значення випрямленої напруги, великий коефіцієнт пульсацій і ін. На практиці використовують різні схеми двохпівперіодних випрямлячів. На мал. 6.6 представ-лені схеми двохпівперіодного випрямляча з виводом від середини вторинної об-мотки трансформатора (а) і мостова (б).

49

Рис. 6.6. Схеми двохпівперіодних випрямлячів: а - з відведенням від середньої точки вторинної обмотки трансформатора; б – мо-стова схема Найпоширенішою є мостова схема, завдяки тому, що не потрібен трансфор-матор, що має відвід від середини вторинної обмотки. Чотири діоди схеми утво-рюють міст, до одній діагоналі якого приєднуються кінці вторинної обмотки тра-нсформатора, а до іншої - навантаження випрямляча. Діоди працюють по черзі попарно: при позитивній півхвилі напруги 2U , яка відповідає прямій напрузі діода

1VD , струм проходить через 1VD , навантаження й 3VD , а при негативній півхвилі напруги 2U , відповідної до прямої напруги діода 2VD , струм проходить через 2VD, навантаження й 4VD . На мал. 6.7 представлені діаграми напруг і струму в мосто-вій схемі.

Рис. 6.7. Діаграми напруг і струмів у схемі двохпівперіодного випрямляча

50

Частота пульсацій випрямленої напруги тут у два рази більше, ніж в однопі-вперіодній схемі, що збільшує середнє значення випрямленої напруги:

2 20 2

2 2 2 0,9mU UU Uπ π

= = = . Коефіцієнт пульсацій випрямленої напруги по пер-

шій гармоніці 1ПK = 0,667. Максимальне значення зворотної напруги на закритих діодах дорівнює амп-літудному значенню напруги 2mU , тому що спадання напруги на відкритих венти-

лях близько нулю: 0. 2 01,57

2обр m mUU U Uπ

= = = .

Найпростіші схеми випрямлячів мають великий коефіцієнт пульсацій ви-прямленої напруги. Тому далі передбачаються фільтри, що згладжують. Звичайно використовують Г- або П- образні фільтри, що включають дроселі, конденсатори й резистори. Найчастіше використовують LС-фільтри (мал. 6.8, а, б), що забезпе-чують гарне згладжування пульсацій при різних навантаженнях.

Рис. 6.8. Г- образна (а) і П- образна (б) схеми фільтрів, що згладжують

Конденсатор С фільтра включають паралельно навантаженню R. Тоді при

виконанні умови 1CX R

Cω= << конденсатор шунтує навантаження по змінній

складовій і значно зменшує змінну напругу на навантаженні. Дросель L включа-ють послідовно з навантаженням. При виконанні умови LX L Rω= >> змінна на-пруга виходу випрямляча затримується на дроселі фільтра й у навантаження не попадає. Одночасне включення L і С дає великий ефект у згладжуванні пульсацій випрямленої напруги. Якість фільтра оцінюють коефіцієнтом згладжування

Пвхзгл

Пвых

KKK

= , де ПвхK , ПвыхK - коефіцієнти пульсацій випрямляча на вході й виході

фільтра. Чим більше зглK , тем ефективніше працює фільтр.

51

Порядок виконання роботи

1. Розібратися в роботі схеми макета лабораторної установки (мал. 6.9). Зіб-рати схему в програмі Multisim (мал. 6.10).

Рис. 6.9. Схема лабораторної установки для дослідження випрямляча

Рис. 6.10. Схема лабораторної установки в програмі Multisim

2. Встановити повзунок потенціометра R2 у верхнє за схемою положення (100%). Замалювати зображення кривих з екрана осцилографа на вторинній обмо-тці трансформатора й на виході випрямляча для випадку однопівперіодної і мос-товий схем без фільтрів, що згладжують, і при використанні всіх фільтрів:

52

1) осцилограма напруги вторинної обмотки трансформатора (однакова для обох схем випрямлення) – червона крива на екрані осцилографа; 2) осцилограма випрямленої напруги на виході однопівперіодного випрямляча (без згладжуючих фільтрів) – зелена крива на екрані осцилографа, положення ви-микачів та перемикачів: S1, S2 – у верхньому, по схемі, положенні, S3, S4 – розі-мкнуті; 3) осцилограма випрямленої напруги на виході двонапівперіодного випрямляча (без згладжуючих фільтрів) – зелена крива на екрані осцилографа, положення ви-микачів та перемикачів: S1– у нижньому, по схемі, положенні, S2 – у верхньому, по схемі, положенні, S3, S4 – розімкнуті; 4) осцилограма випрямленої напруги на виході двонапівперіодного випрямляча із згладжуючим С-фільтром – зелена крива на екрані осцилографа, положення ви-микачів та перемикачів: S1– у нижньому, по схемі, положенні, S2 – у верхньому, по схемі, положенні, S3 - замкнутий, S4 – розімкнутий; 5) осцилограма випрямленої напруги на виході двонапівперіодного випрямляча із згладжуючим Г-образним LС-фільтром – зелена крива на екрані осцилографа, по-ложення вимикачів та перемикачів: S1, S2 – у нижньому, по схемі, положенні, S3 - замкнутий, S4 – розімкнутий; 6) осцилограма випрямленої напруги на виході двонапівперіодного випрямляча із згладжуючим П-образним LС-фільтром – зелена крива на екрані осцилографа, по-ложення вимикачів та перемикачів: S1, S2 – у нижньому, по схемі, положенні, S3, S4 – замкнуті. 3. У висновках по роботі проаналізуйте отримані осцилограми та визначіть, які схеми випрямлячів та згладжуючих фільтрів забезпечують менші пульсації випрямленої напруги. Зменшіть опір навантаження (потягнувши повзунок потенціометра R2 вниз по схемі) і подивіться, як зміниться в цьому разі рівень пульсацій на виході ви-прямляча. Зробіть висновок про те, як ефективність згладжувальних фільтрів за-лежить від потужності навантаження.

Контрольні питання.

1. Пояснити призначення схеми випрямляча. 2. Які переваги мають силові напівпровідникові діоди в порівнянні з іншими? 3. Намалюйте вольт-амперну характеристику вентиля. 4. Які елементи можна використовувати в якості вентилів? 5. За якими основними характеристиками підбирають діоди для випрямляючих схем? 6. Намалюйте схему однопівперіодного випрямляча.

53

7. Намалюйте часові діаграми (графіки) вхідної та вихідної напруг однопівперіод-ного випрямляча. 8. Які переваги й недоліки має однопівперіодний випрямляч? 9. Намалюйте мостову схему двонапівперіодного випрямляча. 10. Намалюйте часові діаграми (графіки) вхідної та вихідної напруг двонапівпів-періодного випрямляча. 11. Які переваги й недоліки має двонапівперіодний випрямляч? 12. Від чого залежить частота пульсацій випрямленої напруги? 13. Дати визначення коефіцієнта пульсацій. 14. Дати визначення коефіцієнта згладжування. 15. З яких міркувань вибирають елементи фільтра, що згладжує?

54

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 7

Тема: Дослідження роботи логічних елементів і тригерів Мета. Закріпити знання про принципи роботи найпростіших приладів цифрової логіки – логічних елементів та тригерів. Обладнання: віртуальна лабораторія Multisim.

Пояснення до роботи

В основі цифрової електроніки лежить двійкова система числення. Для за-пису чисел у двійковій системі потрібні тільки дві цифри — нуль (0) і одиниця (1). Двійкові цифри легко представити у вигляді двох напруг — високої й низької. У логічних ланцюгах можливі два стани — 1 і 0. Стан 1 називають високим, щоб указати, що напруга в цьому стані вище, чим у стані 0. Стан 0 називають низь-ким, щоб указати, що напруга в цьому стані нижче, чим у стані 1. Усе цифрове обаднання сконструйоване з використанням невеликої кілько-сті основних схем, називаних логічними елементами, які виконують деякі логіч-ні функції із двійковими даними. Існують два основні типи логічних схем: схеми прийняття рішень і пам'ять. Логічні схеми прийняття рішень контролюють двійкові стани входів і видають вихідний сигнал, заснований на станах входів і характеристиках логічної схеми. Схеми пам'яті використовуються для зберігання двійкових даних. Елемент І (AND) — логічна схема, на виході якої 1 з'являється тільки тоді, коли на всі його входи надходить сигнал 1. Якщо на який-небудь із входів надхо-дить 0, на виході з'являється 0. Елемент И виконує операцію логічного множення. Елемент АБО (OR) — це логічна схема, на виході якої з'являється 1, якщо на кожному з його входів подано 1. На його виході з'являється 0, якщо на всі його входи подано 0. Цей елемент, як і елемент И, може мати два або більше входів. Елемент АБО виконує логічну операцію додавання. Елемент НІ (NOT) виконує функцію, яка називається інверсією. Ціль ін-вертора — зробити стан виходу протилежним стану входу. Якщо на вхід інверто-ра поданий високий стан, або 1, то на виході з'явиться низький стан, або 0. Якщо ж на вхід інвертора подати низький стан, або 0, то на виході з'явиться високий стан, або 1. Елемент І-НІ (NAND) є комбінацією елементів І та НІ й найбільше широко використовуваною логічною функцією. Це обумовлене тим, що ці елементи мо-

55

жуть бути використані для створення деяких інших логічних елементів. Вихід елемента І-НІ є запереченням виходу елемента І. Подача 0 на будь-який вхід дає на виході 1. Елемент АБО-НІ (NOR) є комбінацією елемента АБО й інвертора. Подібно елементу Й-НЕ, елемент АБО-НЕ також може бути використаний для створення інших логічних елементів. Його вихід є запереченням виходу елемента АБО. 1 на виході з'являється тільки тоді, коли на обоє входу подано 0. Якщо на кожній із входів подано 1, то на виході буде 0.

Таблиця 7.1. Логічні елементи

Логічна операція

Позначення логічного елемента Таблиця істинності

країни СНД Європа й США

І (AND)

X1 X2 Y 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1

АБО (OR)

X1 X2 Y 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1

НІ (NOT)

X Y

0 1

1 0

І-НІ (NAND)

X1 X2 Y 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0

АБО-НІ (NOR)

X1 X2 Y 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0

56

Тригер - це пристрій із двома стійкими станами рівноваги, призначений для запису й зберігання інформації. Під дією вхідних сигналів тригер може перемика-тися з одного стійкого стану в інший. При цьому напруга на його виході стрибко-подібно міняється. Число входів залежить від виконуваної функцій. У цей час в інтегральнім виконанні випускається багато тригерів як у вигля-ді самостійних виробів, так і в складі різних функціональних пристроїв - лічиль-ників, регістрів, запам'ятовувальних пристроїв і т.п. Вони мають складні електри-чні схеми й різняться числом входів, способами введення вхідної інформації, реа-лізованою функцією переходів, елементною базою, електричними й часовими па-раметрами, конструктивним оформленням і іншими показниками. В асинхронних тригерів є тільки інформаційні (логічні) входи. Асинхронні тригери відрізняє властивість спрацьовувати відразу після зміни сигналів на вхо-дах. У синхронних тригерів зміни сигналів на інформаційних входах ще недо-статньо для спрацьовування. Необхідний додатковий командний імпульс, який подається на синхронізуючий, або, як його частіше називають, тактуючий вхід. Існує кілька типів тригерів. RS-тригер утворено двома перехресно зв'язаними елементами АБО-НІ або І-НІ (мал. 7.1). Таблиця 7.2. Таблиця станів RS-тригера

Мал. 7.1. RS-тригер

RS-тригер має два виходи Q і Q й два керуючих входи: R (Reset — скидан-ня) і S (Set — установка). На виходах тригера рівні завжди протилежні: якщо Q = 1, то Q= 0, і навпаки. Для того щоб зрозуміти роботу ланцюга, припустимо, що вихід Q, вхід R і S мають низький рівень. Низький рівень виходу Q подається на один із входів еле-мента 2. На вході S також низький рівень. На виході елемента 2 високий рівень, який подається на вхід елемента 1, утримуючи його вихід на низькому рівні. Коли на виході Q з'являється низький рівень, говорять, що тригер у вихідному стані (RESET). Він залишається в цьому стані невизначено довго, доти, поки на вхід S

57

елемента 2 не буде поданий високий рівень. Коли на вхід S елемента 2 буде пода-ний високий рівень, на виході елемента 2 з'явиться низький рівень, а цей вихід зв'язаний із входом елемента 1. Оскільки на вході R елемента 1 низький рівень, на його виході Q низький рівень зміниться на високий і подається на вхід елемента 2, забезпечуючи на виході Q низький рівень. Коли на виході Q високий рівень, го-ворять, що тригер в одиничному (SET) стані. Він залишається в цьому стані доти, поки на вхід R не буде поданий високий рівень, що переводить тригер у вихідний стан. «Неприпустима», або «недозволена», умова має місце, коли одночасно на обидва входів, R і S, подається високий рівень. У цьому випадку виходи Q й Q намагаються перейти в низький стан, але Q й Q не можуть бути одночасно в од-наковому стані без порушення роботи тригера. При одночаснім відключенні ви-сокого рівня із входів R і S обидва виходів намагаються перейти в стан з високим рівнем. Оскільки логічні елементи небагато відрізняються друг від друга, те один з них перейде в стан з високим рівнем. Це змусить інший елемент перейти в стан з низьким рівнем. У цьому випадку має місце непередбачений режим роботи й, от-же, стан виходів тригера не може бути визначене. Найбільше широко використовуваний тригер - JK-тригер - має всі особли-вості тригерів інших типів. JK-тригер при всіх комбінаціях, крім однієї J=K=1, функціонує, як RS-тригер, причому вхід J відіграє роль входу S, а K – вхід відпо-відає R-входу. При вхідній комбінації J=K=1 відбувається перекидання тригера й вихідні сигнали міняють своє значення. JK-Тригери широко використовуються в багатьох цифрових ланцюгах, осо-бливо в схемах лічильників. Лічильники можна знайти майже в кожній цифровій системі. Т- тригер виходить при з'єднанні входів J і K в один рахунковий вхід. T - тригер (рахунковий) - єдиний вид тригера, поточний стан якого визна-чається його ж станом у попередньому такті. Умовна позначка T – тригера, назва якого походить від англійського слова toggle – перекидатися.

Мал. 7.2. Схема-тичне позначення

RS-тригера

Мал. 7.3. Схема-тичне позначення

JK-тригера

Мал. 7.4. Схема перетворення JK- тригера в T – тригер і умовне графічне

позначення T – тригера

58

Асинхронні й синхронні Т - тригери в основному застосовуються для раху-нку числа вхідних імпульсів (звідси й назва - "рахунковий") і для розподілу часто-ти проходження вхідних імпульсів. Тригери є основними будівельними блоками для побудови послідовних ло-гічних ланцюгів. Вони можуть бути з'єднані разом і утворювати лічильники, сдвиговые регістри й пристрою пам'яті.

Порядок виконання роботи

1. Запустіть програму Multisim і зберіть схему, зазначену на малюнку 7.5. (Файл lr7.ms12). Ввімкніть режим емуляції (подайте напругу), натиснувши кнопку або

. Дослідження логічних елементів

2. Подаючи на входи елементів почергово вхідні сигнали високого (+5 В, логічна “1”) та низького (0 В, логічний “0”) рівня, визначте (по свіченню індика-торів) рівні сигналів на виходах логічних елементів AND, OR, NOT, NAND, NOR та заповніть відповідні стовпчики в таблицях 7.4 – 7.8. У висновках по роботі за-пишіть, які логічні функції виконуть ці елементи.

1X 2X Y 0 0 0 1 1 0 1 1

1X 2X Y 0 0 0 1 1 0 1 1

X Y 0

1

1X 2X Y 0 0 0 1 1 0 1 1

1X 2X Y 0 0 0 1 1 0 1 1

Таблиця 7.4 (AND)

Таблиця 7.5

(OR)

Табли-ця 7.6 (NOT)

Таблиця 7.7

(NAND)

Таблиця 7.8 (NOR)

59

Мал. 7.5. Схема дослідження логічних елементів

Дослідження RS тригера

Мал. 7.6. Дослідження RS-тригера

60

3. Подаючи на входи тригера S і R сигнали високого (+5 В, логічна “1”) та низького (0 В, логічний “0”) рівня, визначте (по свіченню індикаторів) рівні сиг-налів на прямому та інверсному виходах RS-тригера та заповніть відповідні стов-пчики в таблиці 7.9. У висновках по роботі запишіть, які функції виконує RS-тригер.

S R Q Q 0 0 0 1 1 0 1 1

Таблиця 7.9. Таблиця станів RS-тригера

4. Вимкніть живлення схеми, натиснувши кнопку або . Зробіть ви-сновки по роботі (по кожному пункту).

Питання для підготовки 1. Які функції виконують логічні елементи? Що означають у цифровій електроні-ці «1» та «0»? 2. Які два основні типи логічних схем існують і чим вони відрізняються одна від одної? 3. Яку логічну операцію виконує елемент І (AND)? Наведіть його графічне позна-чення і таблицю істинності. 4. Яку логічну операцію виконує елемент АБО (OR)? Наведіть його графічне поз-начення і таблицю істинності. 5. Яку логічну операцію виконує елемент НІ (NOT)? Наведіть його графічне поз-начення і таблицю істинності. 6. Яку логічну операцію виконує елемент НІ-І (NAND)? Наведіть його графічне позначення і таблицю істинності. 7. Яку логічну операцію виконує елемент НІ-АБО (NOR)? Наведіть його графічне позначення і таблицю істинності. 8. Що таке тригер? 9. Які типи тригерів ви знаєте? 10. В чому особливість асинхронних тригерів?

61

11. В чому особливість синхронних тригерів? 12. Наведіть схему RS-тригера, його умовне графічне позначення. 13. Наведіть таблицю станів RS-тригера та поясніть його роботу. 14. Яка комбінація вхідних сигналів RS-тригера вважається неприпустимою і чо-му? 15. В чому принципова різниця між RS-тригером та JK-тригером?

62

Звіт по лабораторній роботі № 1

по дисципліні «Електротехніка та електроніка» студента групи _______ _____________________________

Тема роботи: Дослідження розгалуженого кола постійного струму, перевірка законів Кірхгофа Ціль роботи: Перевірити закони Кірхгофа дослідним шляхом. Закріпити знання про перший і другий закони Кірхгофа і їх застосування при розрахунках розгалу-жених кіл постійного струму. Обладнання: віртуальна лабораторія Multisim – джерела постійної ЕРС, резисто-ри, амперметри, вольтметри.

Схема кола

Таблиця 1.

Вузол Показання амперметрів Результат розрахунків

1I , А 2I , А 3I , А IΣ , А

1

63

Таблиця 2.

Контур 1U , В 2U , В 3U , В UΣ ( IRΣ ), В 1E , В 2E , В EΣ , В

І

ІІ

Розрахунки балансу потужностей

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________

Висновки по роботі

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Відповіді на контрольні питання

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________

64

Звіт по лабораторній роботі № 2 по дисципліні «Електротехніка та електроніка»

студента групи _______ _____________________________

Тема роботи: Дослідження нерозгалуженого кола змінного струму з активним опором та індуктивністю. Мета роботи: Закріпити знання про процеси, які відбуваються в однофазних еле-ктричних колах з активними та реактивними елементами, визначити співвідно-шення між параметрами кола, отримати навички користування ватметром та ос-цилографом. Обладнання: віртуальна лабораторія Multisim – джерело змінної ЕРС, резистор, котушка, амперметр, вольтметри, ватметр, осцилограф.

Схема кола

Підготовка до роботи

Параметр LX , Ом R , Ом Z , Ом cosϕ I ,

А RU , В LU , В P , Вт

Значення Таблиця 1. Розрахункові дані (заповнюється напередодні роботи)

f = U =

L = I = LX = RU =

R = LU = Z = P = cosϕ =

Трикутник опорів:

65

Хід роботи

Параметр I , А RU , В LU , В U , В P , Вт cosϕ Прилад PA1 PV2 PV3 PV1 XWM1 XWM1

Значення Таблиця 2. Покази вимірювальних приладів Векторна діаграма струмів і напруг:

Висновки по роботі ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________

Відповіді на контрольні питання

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________

66

Звіт по лабораторній роботі № 3

по дисципліні «Електротехніка та електроніка» студента групи _______ _____________________________

Тема: «Дослідження трифазного кола при з’єднанні електроприймачів зіркою» Мета. Закріпити знання про трифазні електричні кола змінного струму, визначити залежності між лінійними та фазними напругами і струмами у трифазному колі, з’єднаному зіркою, з’ясувати призначення нульового провідника у чотирипровід-ній схемі. Обладнання: віртуальна лабораторія Multisim – джерело змінної ЕРС, трифазний електроприймач, амперметри, вольтметри.

Схема кола

Хід роботи

№ Зірка 2SA 1SA AI , А

BI , А

CI , А

0I , А

AU , В

BU , В

CU , В

1

3-провідна, симетри-

чна

67

№ Зірка 2SA 1SA AI , А

BI , А

CI , А

0I , А

AU , В

BU , В

CU , В

2

4-провідна, симетри-

чна

3

3-провідна, несимет-

рична

4

4-провідна, несимет-

рична

Висновки по роботі

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Відповіді на контрольні питання ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________

68

Звіт по лабораторній роботі № 4 по дисципліні «Електротехніка та електроніка»

студента групи _______ _____________________________

Тема: «Дослідження електродвигуна постійного струму з паралельним збуджен-ням» Мета. По дослідним даним побудувати механічну, швидкісну, робочі характерис-тики двигуна постійного струму з паралельним збудженням. Визначити способи регулювання частоти обертання, коефіцієнт корисної дії. Обладнання: віртуальна лабораторія Multisim: двигун постійного струму 2ПН100L УХЛ4, джерело постійної напруги, пусковий та регулювальний реоста-ти, амперметри, механічне навантаження, тахометр.

Схема кола

Хід роботи

Таблиця 1. Дослідження залежності швидкості обертання від магнітного потоку

№ Опір регулюва-льного реостату,

%

Струм fI в обмотці збу-дження, А

Магнітний потік Φ в обмотці збуджен-

ня, Вб

Швидкість n обер-тання валу (холос-

тий хід), об/хв 1 0 2 25% 3 50% 4 75% 5 100%

69

Таблиця 2. Дані для побудови механічної та робочих характеристик № до-сліду

U , В fI , А M , Н ⋅м

n , об/хв aI , А I , А 2P , Вт 1P , Вт η , %

1 2 3 4

_________________________________

(вид характеристики)

________________________________

(вид характеристики)

70

_________________________________

(вид характеристики)

_________________________________

(вид характеристики)

_________________________________

(вид характеристики)

Висновки по роботі ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Відповіді на контрольні питання

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

71

Звіт по лабораторній роботі № 5

по дисципліні «Електротехніка та електроніка» студента групи _______ _____________________________

Тема роботи: Зняття вхідних і вихідних характеристик транзистора Ціль роботи: Закріпити знання про принципи роботи напівпровідникового тран-зистора та його характеристики; навчитися знімати статичні характеристики тран-зистора, визначати по характеристиках транзистора у робочій точці його статичні параметри. Обладнання: віртуальна лабораторія Multisim: високочастотний транзистор малої потужності структури n-p-n 2N2222A, джерела живлення з постійними напруга-ми, потенціометр, перемикач, вольтметри, амперметри, характерограф.

Схема кола

Таблиця 1.1. Значення струму бази БI при різних значеннях напруги БEU для

0=КЕU B Напруга БEU , В 0 0,5 0,52 0,54 0,56 0,58 0,6 0,62 0,64 0,66

Струм бази

БI , мА

при 0=КЕU B

Таблиця 1.2. Значення струму бази БI при різних значеннях напруги БEU для

5=КЕU B Напруга БEU , В 0,62 0,64 0,66 0,68 0,7 0,72 0,74 0,76 0,78 0,8

Струм бази

БI , мА

при 5=КЕU B

72

Мал. 2. Сімейство вхідних характеристик транзистора

Розрахунки вхідного, вихідного опорів та коефіцієнта передачі струму бази

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Висновки по роботі

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Відповіді на контрольні питання

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________

73

Звіт по лабораторній роботі № 6 по дисципліні «Електротехніка та електроніка»

студента групи _______ _____________________________

Тема роботи: Дослідження схем електронних випрямлячів Ціль роботи: 1. Вивчення роботи випрямних пристроїв. 2. Вивчення впливу фільтрів, що згладжують, на випрямлену напругу. Обладнання: віртуальна лабораторія Multisim.

Схема кола

Рис. 1. Схема лабораторної установки в програмі Multisim

Порядок роботи

1. Зібрати схему випрямляча (рис. 1). 2. Зняти і замалювати осцилограми напруг. Напруга на вторинній обмотці трансфо-рматора:

Напруга на виході випрямляча для од-нопівперіодної схеми (без фільтрів):

74

Напруга на виході випрямляча для двопівперіодної схеми (без фільтрів):

Напруга на виході випрямляча для двопівперіодної схеми (з С-фільтром)

Напруга на виході випрямляча для двопівперіодної схеми (з Г-образним LC-фільтром):

Напруга на виході випрямляча для двопівперіодної схеми (з П-образним LC-фільтром):

Висновки по роботі __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________

Відповіді на контрольні питання

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________

75

Звіт по лабораторній роботі № 7

по дисципліні «Електротехніка та електроніка»

студента групи _______ _____________________________

Тема роботи: Дослідження роботи логічних елементів і тригерів Ціль роботи: Закріпити знання про принципи роботи найпростіших приладів ци-фрової логіки – логічних елементів та тригерів. Обладнання: віртуальна лабораторія Multisim.

Схема кола

76

1X 2X Y

0 0 0 1 1 0 1 1

1X 2X Y 0 0 0 1 1 0 1 1

X Y 0

1

1X 2X Y 0 0 0 1 1 0 1 1

1X 2X Y 0 0 0 1 1 0 1 1

Таблиця 1 (AND) Таблиця 2

(OR) Табли-

ця 3 (NOT)

Таблиця 4 (NAND) Таблиця 5

(NOR)

S R Q Q 0 0 0 1 1 0 1 1

Таблиця 6. Таблиця станів RS-тригера

Висновки по роботі ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Відповіді на контрольні питання

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________

77

Список літератури

1. Данилов И.А.. Иванов П.М. Общая электротехника с основами электроники: Учеб. пособие для неэлектротехн. спец. техникумов. – М.: Высш. шк., 2005. – 752 с. 2. Синдеев Ю.Г. Электротехника с основами электроники: учеб. пособие. – 15-е изд., стереотипное – Ростов н/Д: Феникс, 2013. – 407 с. 3. Общая электротехника с основами электроники: Руководство по проведению лабораторных работ для учащихся средних специальных учебных заведений/ В.А.Емельянов, В.В.Масленников. – М.: Высш. шк. – 1989. – 80 с.: ил. 4. Е.И.Патокин. Электротехника и основы электроники. Лабораторные работы: Учеб. пособие – Л.: Гидрометеоиздат. – 1988. – 208 с.: ил. 5. Алиев И.И. Виртуальная электротехника. Компьютерные технологии в элект-ротехнике и электронике/ Учеб. пособие по "Электротехнике и электронике" для студентов неэлектротехнических специальностей. М.: РадиоСофт, 2003. - 112 с., ил. 6. Марченко А.Л. Основы электроники. Учебное пособие для вузов. М.: ДМК Пресс, 2008. - 296 с., ил. 7. Кулешова Е.О. Теоретические основы электротехники в экспериментах и упра-жнениях: Практикум в среде Electronics Workbench. Учеб. пособие/ Е.О.Кулешова, В.А.Колчанова, В.Д.Эськов, С.В.Пустынников; Томский политех-нический университет. – Томск.: Изд-во Томского политехнического университе-та, 2011. – 136 с. 8. Барбашов В.М., Краснюк А.А., Онищенко В.М. Лабораторный практикум по курсу «Общая электротехника и электроника». Уч. – метод. пособие. М.: НИЯУ МИФИ, 2009. – 100 с. 9. Марк Е.Хернитер. Multisim 7. Современная система компьютерного моделиро-вания и анализа схем электронных устройств (пер. с англ.). - М.: ДМК Пресс, 2006. – 488 с.