Конспект лекций по курсу: Волоконно-оптические кабели связи

Лабораторная работа № 4(ПК)

«Графические  методы  анализа  нелинейных 

электрических  цепей»

Выполнил  студент  группы_______  ______________________________ 

Цель работы: освоить методику экспериментального исследования и применения вольтамперных характеристик для эквивалентного преобразования и расчёта нелинейных электрических цепей постоянного тока.

Программа работы:

- выполнить компьютерное моделирование нелинейных элементов электрической цепи и снять их вольтамперные характеристики;

- сопоставить результаты графического и экспериментального исследования нелинейных электрических цепей и оценить их погрешности.

Порядок выполнения экспериментальной части

Для решения поставленной задачи лабораторным моделированием с помощью программы Electronics Workbench необходимо:

1. Запустить программу Electronics Workbench.

2.Собрать в соответствии с приведенным эскизом электрическую схему, которая является эквивалентом нелинейного элемента № 1(НС1).

3.Устанавливая поочередно указанные в табл.1 значения I источника тока, зафиксировать соответствующие значения напряжения на нелинейном элементе. Результаты занести в таблицу.

4.Собрать в соответствии с приведенным эскизом электрическую схему, которая является эквивалентом нелинейного элемента № 2(НС2).

5.Устанавливая поочередно указанные в табл.2 значения I источ­ника тока, зафиксировать соответствующие значения напряжения на нели­нейном элементе. Результаты занести в таблицу.

  нелинейный элемент № 1(НС1)

и его эквивалентная схема замещения

  Таблица 1

Вольтамперная характеристика НC1

I, A	0	0,2	0,4	0,8	1,0	1,2	1,5	2,0	2,5
U, B

нелинейный элемент № 2(НС2)

и его эквивалентная схема замещения

Таблица 2 

I, A	0	0,2	0,3	0,5	0,8	1,0	1,5	2,0	2,5
U, B

               Вольтамперная характеристика НС2

6.Собрать в соответствии с приведенным эскизом электрическую схему, которая является эквивалентом нелинейного элемента № 3(НС3).

нелинейный элемент № 3(НС3)

и его эквивалентная схема замещения

7.Устанавливая поочередно указанные в табл.3 значения напряже­ния источника эдс, зафиксировать соответствующие значения тока в нелинейном элементе. Результаты занести в таблицу.

Таблица 3

Вольтамперная характеристика НС3

U, B	0	40	50	80	100	110	120	140	150
I, A

8. Построить ВАХ нелинейных элементов как зависи-мости  I = f (U).

9. Построить ВАХ электрической цепи, состоящей из последовательного соединения нелинейных элементов № 1 и № 2.

10.Собрать электрическую схему, состоящую из последовательного соединения нелинейных элементов №1 и №2, в соответствии с при­веденным эскизом на рис.1

11.Установить три различных значения входного напряжения и зафикси­ровать соответствующие каждому напряжению значения тока в цепи и на­пряжения на нелинейных элементах. Результаты экспериментов занести в табл.4, в графу «опыт».

12.По ВАХ, полученной в п.9 для тех же значений входного напряжения, определить значения тока в цепи и напряжения на нелинейных элемен­тах. Результаты расчетов занести в табл. 4, в графу «расчет».

13.Построить ВАХ электрической цепи, состоящей из параллельного соеди­нения нелинейных элементов № 2 и 3.

14.Собрать электрическую схему, состоящую из параллельного соединения нелинейных элементов № 2 и 3, в соответствии с рис.2

15.Установить три различных значения входного напряжения и зафик­сировать соответствующее каждому напряжению значения общего тока и токов в ветвях с нелинейными элементами. Результаты экспериментов занести в табл.5, в графу «опыт».

16.По ВАХ, полученной в п.13 для тех же значений входного напряжения, определить значения токов в цепи и напряже­ния на нелинейных элементах. Результаты расчетов занести в табл.5, в графу «расчет».

17.Для завершения работы программы следует нажать клавишу «», которая расположена в правом углу рабочего окна.

Таблица 4

Результаты исследований последовательного соединения

Последовательное соединение	U, B	I, A	U1, B	U2, B
Точка № 1	расчёт
опыт
Точка № 2	расчёт
опыт
Точка № 3	расчёт
опыт

нелинейных элементов

Рис.1 Схема  для  моделирования  последовательного

соединения  нелинейных  элементов 

Таблица 5

Параллельное соединение	u, В	I, A	i1, A	i2, A
точка №1	расчёт
опыт
точка №2	расчёт
опыт
точка № 3	расчёт
опыт

Результаты исследований параллельного соединения нелинейных элементов

Рис.2  Схема  для  моделирования  параллельного

соединения  нелинейных  элементов

Контрольные вопросы

1. Какие характеристики нелинейных элементов называются симметричными и несимметричными?

2.Как определяются статические и дифференциальные сопротив­ления?

3.Когда нелинейный элемент можно представить линейной схе­мой замещения?

4.Как определить эквивалентную ВАХ цепи при последовательном соединении нелинейных элементов?

5.Как определить эквивалентную ВАХ цепи при параллельном соедине­нии нелинейных элементов?

6.Как определить эквивалентную ВАХ цепи при смешанном соедине­нии нелинейных элементов?

7.Как определить эквивалентную ВАХ цепи при последователь­ном соединении нелинейного и линейного элементов?

8.Как определить эквивалентную ВАХ цепи при параллельном соедине­нии нелинейного и линейного элементов?

9.Объясните суть выполненных экспериментальных исследова­ний.

10.Как определить эквивалентную ВАХ цепи при последователь­ном соединении диода и линейного элемента?