Решение электрических цепей онлайн: Расчет электрической цепи постоянного тока

Содержание

Методы расчета сложных электрических цепей постоянного тока — Начало. Основы. — Справочник

Методы расчета сложных электрических цепей постоянного тока

 

1. Метод узловых и контурных уравнений

В основе расчета лежат первый и второй законы Кирхгофа.

                                              ∑I=0

                                              ∑E=∑IR

Порядок расчета

  1. Произвольно выбираем направление тока в ветвях.
  2. Произвольно выбираем направление обхода контуров.
  3. Зная полярность источников, проставляем направление ЭДС.
  4. Составляем уравнения по первому закону Кирхгофа. Их должно быть но одно меньше, чем узлов.
  5. Составляем уравнения по второму закону Кирхгофа из расчета, что общее число уравнений должно быть равно числу неизвестных токов.
  6. Решаем систему уравнений и определяем неизвестные токи. Если в результате решения какой-либо ток окажется со знаком «-», то направление его противоположно выбранному.

Приведем пример.

Дано:

  1. 1=r2=0;
  2. 1=0,3 Ом;
  3. 2=1 Ом;
  4. 3=24 Ом;

Е1=246 В;

Е2=230В

Найти:

I1,I2,I3.


 

Решение:

Итак, на схеме рисуем направления токов (1), согласно этим направлениям рисуем направления обхода контуров (2), согласно полярности источников питания ставим направления ЭДС (3).

Согласно первому закону Кирхгофа:

                                    I1-I2-I3=0 → -I2=I3-I1

Теперь составляем уравнения по второму закону Кирхгофа:

                                               E1=I1R1+I3R3

                                               Е2=-I2R2+I3R3

Получили систему из трех уравнений. Решаем.

                                              E2=(I3

-I1)R2+I3R3

                                             230=I3(1+R3)-I1=25I3-I1 → I1= 25I3-230

                                             E1=I1R1+I3R3=(25I3-230)R1+I3R3

                                           246=0,3(25I3-230)+24I3

                                           246=7,5I3-69+24I3

                                           31,5I3=315

                                           I

3=10A

                                           I1=25∙10-230=20A

                                           I2=I1-I3=20-10=10A

 

 

2. Метод контурных токов

Этот метод основан на втором законе Кирхгофа

                                                            

  1. Произвольно выбираем направления контурных токов (рис.2)
  2. Составляем уравнения по второму закону Кирхгофа.

                                                 

                                         E1-E2=I1(R1+R2)-I2R2

                                         E2=I2(R2+R3)-I1R2

 

                                         246-230=I1(0,3+1)-I2 → 16=1,3I1-I2 → I2=1,3I1-16

                                         230=25(1,3I1-16)-I1

                                         31,5I1=630

                                          I1=20A

                                          I

2=1,3∙20-16=10A

 

3. Определяем истинные токи.

                                         I1=I1=20A

                                          I2=I1-I2=10A

                                          I3=I2=10A

 

3. Метод двух узлов

Этот метод применим для схем, имеющих два узла

                                                                    

  1. Выбираем произвольно направления токов в ветвях в одну и ту-же сторону (см. рис.3 – стрелки со штрихами).
  2. Определяем проводимости ветвей:

 

                                      q1=1/R1=1/0,3=3,33 Сим.

                                      q2=1/R2=1 Сим.

                                      q3=1/R3=1/24=0,0416 Сим.

 

  1. Определяем напряжение между двумя узлами по формуле:

                                      U=∑Eq/∑arq=(E1+E2q2)/(q1+q2+q3)=(246∙3,31+230)/4,3716=240 В

  1. Определяем токи в ветвях

                                     I=(E-U)q

                                     I1=(E1-U)q1=(246-240)3,33=20A

                                     I2=(E2-U)q2=230-240=-10A

                                     I3=-Uq3=240∙0,0416=-10А

Так как, значения I2 и I3 получились отрицательными, то эти токи будут противоположными по направлению (на рисунке показаны жирные сплошные стрелки).

 

4. Метод наложения или метод суперпозиции

Метод основан на том, что любой ток в цепи создается совместным действием всех источников питания. Поэтому можно рассчитать частичные токи от действия каждого источника питания отдельно, а затем, найти истинные токи как арифметическую составляющую частичных.

Решение

1. Рис. 4. Е2=0; r2≠0

                                                   

                                      Rэ=R2R3/(R2+R3)+R1=24/25+0,3=0,96+0,3=1,26 Ом

                                      I’1=E1

/Rэ=246/1,26=195,23 Ом

                                      Uab=I’1R23=195,23∙0,96=187,42 В

                                      I’2=Uab/R2=187,42 A

                                      I’3= Uab/R3=187,42/24=7,8 A

 

2. Рис. 5. E1=0; R1≠0

                                       

                                      Rэ=R1R3/(R1+R3)+R2=0,3∙24/24,3+1=0,29+1=1,29 Ом

                                       I”2=E2/Rэ=230/1,29=178,29 A

                                       Uab=I”2R13=178,29∙0,29=51,7 В

                                        I”1=Uab/R1=51,7/0,3=172,4 A

                                        I”3=Uab/R3=51,7/24=2,15 A

3. Определяем истинные токи.

                                        I1=I’1-I”1=195,23-172,4=22,83 A

                                        I2=I’2-I”2=187,42-178,29=9,13 A

                                        I

3=I’3-I”3=7,8-2,15=5,65 A

Калькулятор импеданса последовательной RLC-цепи • Электротехнические и радиотехнические калькуляторы • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Калькулятор определяет импеданс и фазовый сдвиг для соединенных последовательно резистора, катушки индуктивности и конденсатора для заданной частоты синусоидального сигнала. Определяется также угловая частота.

Пример. Рассчитать импеданс катушки индуктивности 1 Гн, конденсатора 100 мкФ и резистора 100 Ом на частоте 16 Гц. Калькулятор показывает импеданс около 100,006 Ом. Это почти резонанс. Можно проверить импеданс при почти полном резонансе, если ввести 15,9154 Гц вместо 16 Гц. При этой частоте импеданс получается емкостным. Однако, если ввести емкость чуть большую частоту 15,9155 Гц, импеданс станет индуктивным и вы увидите, что фазовый угол, который был чуть меньше нуля, стал положительным.

Входные данные

Сопротивление, R

миллиом (мОм)ом (Ом)килоом (кОм)мегаом (МОм)

Индуктивность, L

генри (Гн)миллигенри (мГн)микрогенри (мкГн)наногенри (нГн)пикогенри (пГн)

Емкость, С

фарад (Ф)микрофарад (мкФ)нанофарад (нФ)пикофарад (пФ)

Частота, f

герц (Гц)миллигерц (мГц)килогерц (кГц)мегагерц (МГц)гигагерц (ГГц)

Выходные данные

Угловая частота ω= рад/с

Емкостное реактивное сопротивление XC= Ом

Индуктивное реактивное сопротивление XL= Ом

Полный импеданс RLC |ZRLC|= Ом

Фазовый сдвигφ = ° = рад

Добротность Q=

Резонансная частота

f0=   Гц   ω0=   рад/с

Введите значения сопротивления, емкости, индуктивности и частоты, выберите единицы измерения и нажмите кнопку Рассчитать. Попробуйте ввести нулевые или бесконечно большие значения величин, чтобы посмотреть как будет себя вести эта цепь. Бесконечная частота не поддерживается. Для ввода значения бесконечность наберите inf.

Для расчетов используются указанные ниже формулы:

φ = 90° если 1/2πfC < 2πfL и R = 0

φ = –90° если 1/2πfC > 2πfL и R = 0

φ = 0° если 1/2πfC = 2πfL и R = 0

Здесь

ZLC — импеданс цепи LC в омах (Ом),

ω = 2πf — угловая частота в рад/с,

f — частота в герцах (Гц),

R сопротивление в омах (Ом),

L — индуктивность в генри (Гн),

C — емкость в фарадах (Ф),

Q — добротность последовательной RLC-цепи (безразмерная величина),

ω0 — резонансная угловая частота в радианах в секунду (рад/с),

f0 — резонансная частота в герцах (Гц),

φ — фазовый сдвиг между полным напряжением VT и полным током IT в градусах (°) и радианах и

j — мнимая единица.

Для расчета введите сопротивление, индуктивность, емкость, частоту и выберите единицы измерения. Импеданс RLC –цепи будет показан в омах, сдвиг фаз в градусах и радианах. Также будут рассчитаны добротность, индуктивное и емкостное реактивные сопротивления и резонансная частота. С помощью ссылки Установить резонансную частоту можно рассчитать величины при резонансе.

Последовательная RLC-цепь состоит из резистора R, катушки индуктивности L и конденсатора C, соединенных последовательно. Как и в идеальной последовательной LC-цепи без сопротивления, в RLC-цепи могут возникать колебания с частотой резонанса, которые, однако, затухают из-за наличия сопротивления.

Резонанс возникает на частоте, при которой импеданс цепи минимален, то есть, при нулевом реактивном сопротивлении цепи. Иными словами, он возникает, если импеданс только резистивный, без реактивной составляющей, то есть его мнимая часть равна нулю. Явление резонанса происходит в том случае, когда реактивные сопротивления катушки индуктивности и конденсатора равны и, поскольку они имеют противоположный знак, они гасят друг друга. Как это происходит — показано ниже на векторной диаграмме.

Калькулятор определяет резонансную частоту RLC-цепи, и можно ввести эту частоту или значение чуть-чуть меньше или чуть-чуть больше резонансной частоты, чтобы посмотреть, как будут себя вести рассчитываемые величины при резонансе и около него.

Калькулятор рассчитывает также добротность Q последовательной RLC-цепи — параметр, который используется для характеристики электрических резонансных цепей и устройств, а также механических резонаторов. Чем выше сопротивление цепи, тем больше потерь и тем выше затухание в RLC-цепях и ниже их добротность. Добротность Q последовательной RLC-цепи рассчитывается по приведенной выше формуле.

Слева приведен график зависимости импеданса ZRLC последовательной RLC-цепи от частоты f при заданных значениях сопротивления, индуктивности и емкости. Видно, что при резонансе импеданс резистивный и реактивная составляющая отсутствует. При повышении частоты реактивное сопротивление катушки индуктивности увеличивается, а конденсатора — уменьшается. Если же частота уменьшается до нуля (то есть источник выдает постоянное напряжение), реактивное сопротивление катушки индуктивности уменьшается до нуля, а конденсатора — становится бесконечно большим. То есть, при нулевой частоте (на постоянном токе) последовательная RLC-цепь представляет собой просто разомкнутую цепь с бесконечно большим импедансом. На правом графике показана зависимость импеданса и разности фаз последовательной RLC-цепи от частоты. Справа от резонанса импеданс имеет индуктивный характер, а слева — емкостной.

На векторной диаграмме последовательной RLC-цепи показан емкостной импеданс (слева), индуктивный импеданс (в центре) и резистивный импеданс при резонансе (справа). Векторы напряжения на графике образуют прямоугольный треугольник с гипотенузой VT, вертикальным катетом VL– VC и горизонтальным катетом VR. Видно, что при емкостном характере импеданса ток опережает напряжение, а при индуктивном — отстает от него.

В последовательной RLC-цепи один и тот же ток протекает через резистор, конденсатор и катушку индуктивности, однако падения напряжения на элементах этой цепи различны. На векторной диаграмме показано напряжение VT идеального источника напряжения. В связи с наличием сопротивления, на схеме показан горизонтальный вектор напряжения на резисторе в фазе с текущим через него током. Вектор напряжения на индуктивности VL отстает от вектора тока на 90°, поэтому он направлен вверх (+90°). Вектор напряжения на емкости опережает вектор тока на 90°, поэтому он направлен вниз (–90°). Векторная сумма двух векторов, направленных в противоположные стороны, может быть направлена вниз и вверх в зависимости от того, на чем больше падение напряжения — на индуктивности или на емкости. Вектор полного напряжения в цепи VT определяется по теореме Пифагора.

На частоте резонанса емкостное и индуктивное реактивные сопротивления равны и, если посмотреть на приведенное выше уравнение для |Z|, мы увидим, что эффективный импеданс будет определяться только величиной сопротивления и будет минимальным. Через катушку индуктивности и конденсатор, течет одинаковый ток, а падения напряжения на них равны и противоположны по знаку, так как их реактивные сопротивления тоже равны. Поэтому на резонансной частоте от источника потребляется ток, определяемый лишь резистором, так как идеальная последовательная LC-цепь при резонансе представляет собой для источника питания короткое замыкание. При наличии в цепи резистора, последовательная RLC-цепь при резонансе представляет собой чисто резистивную нагрузку.

Резонансная частота последовательной RLC-цепи определяется с учетом, что

Умножая обе стороны уравнения на частоту f, получаем:

Если разделить обе части уравнения на 2πL, извлечь из обеих частей квадратный корень и упростить получившееся выражение, получаем значение резонансной частоты:

Режимы отказа элементов

А что если в этой схеме отказал один из элементов? Нажмите на соответствующую ссылку, чтобы посмотреть соответствующие режимы отказа:

Особые режимы работы цепи

Нажмите на соответствующую ссылку, чтобы посмотреть как работает калькулятор в особых режимах:

Различные режимы работы на постоянном токе

Короткое замыкание

Обрыв цепи

Чисто емкостная цепь

Цепь при резонансе

Чисто индуктивная цепь

Индуктивная цепь

Примечания

  • Нулевая частота в объяснениях поведения этой цепи означает постоянный ток. Если f = 0, предполагается, что цепь подключена к идеальному источнику напряжения.
  • При нулевой частоте реактивное сопротивление конденсатора считается нулевым, если его емкость бесконечно большая. Если же емкость конденсатора конечная или нулевая, его реактивное сопротивление бесконечно большое и для источника постоянного напряжения он представляет собой обрыв цепи, иными словами отсутствующий конденсатор.
  • При нулевой частоте реактивное сопротивление идеальной катушки индуктивности считается бесконечно большим, если ее индуктивность бесконечно большая. Если же индуктивность катушки конечная или нулевая, ее реактивное сопротивление при нулевой частоте равно нулю и для источника постоянного напряжения она представляет собой короткое замыкание.

Катушки индуктивности в высокочастотном модуле телевизионного приемника

Автор статьи: Анатолий Золотков

Законы Кирхгофа для электрической цепи

Правильнее было бы говорить правила Кирхгофа для расчетов сложных электрических цепей постоянного тока. Электрическая цепь на практике может состоять из нескольких резисторов и источников тока. Такие цепи называют разветвленными. Уравнения позволяющие провести расчеты, например, сил токов, текущих в сопротивлениях, в любых сетях можно составить, воспользовавшись законом Ома и законом сохранения заряда. Правила Кирхгофа являются следствиями вышеназванных законов и принципиально нового ни чего не привносят, однако, с их помощью можно упростить процедуру написания необходимых уравнений. Существует два правила Кирхгофа для электрических цепей постоянного тока. Одно правило называют правилом узлов, так как оно связывает в одно уравнение токи, сходящиеся в узле. Второе правило касается замкнутых контуров, которые можно выделить в сложной цепи.

Первый закон (правило) Кирхгофа

В электрической цепи в одной точке могут сходиться более двух проводников с токами, тогда такую точку цепи называют узлом (разветвлением). Учитывая, что сила тока алгебраическая величина для любого узла:

   

где N – число токов, которые сходятся в узле. Выражение (1) называют первым правилом Кирхгофа (правило узлов): сумма токов, текущих через сопротивления в цепи постоянного тока, с учетом их знака, сходящихся в узле, равна нулю.

Знак у тока (плюс или минус) выбирают произвольно, но при этом следует считать, что все входящие в узел токи имеют одинаковые знаки, а все исходящие из узла токи имеют противоположные входящим, знаки. Допустим, все входящие токи мы примем за положительные, тогда все исходящие их этого узла токи будут отрицательными.

Первое правило Кирхгофа дает возможность составить независимое уравнение, если в цепи k узлов.

Первое правило Кирхгофа является следствием закона сохранения заряда.

Второй закон (правило) Кирхгофа

Во втором правиле Кирхгофа рассматриваются замкнутые контуры, поэтому оно носит название правила контуров: Суммы произведений алгебраических величин сил тока на внешние и внутренние сопротивления всех участков замкнутого контура равны алгебраической сумме величин сторонних электродвижущих сил (ЭДС) (), которые входят в рассматриваемый контур. В математическом виде второй закон Кирхгофа записывают как:

   

Величины называют падениями напряжения. До применения второго закона Кирхгофа выбирают положительное направление обхода контура. Это направление берется произвольно, либо по часовой стрелке, либо против нее. Если направление обхода совпадает с направлением течения тока в рассматриваемом элементе контура, то падение напряжения в формулу второго правила для данного контура входит со знаком плюс. ЭДС считают положительной, если при движении по контуру (в избранном направлении) первым встречается отрицательный полюс источника. Более правильно было бы сказать, что ЭДС считают положительной, если работа сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда на рассматриваемом участке цепи в заданном направлении обхода контура является положительной величиной.

Второе правило Кирхгофа является следствием закона Ома.

Примеры решения задач

Методичка для ДЗ 1 (МУ — Расчет линейных цепей постоянного тока — ДЗ №1) — PDF

Московский государственный технический университетимени Н.Э. БауманаВ.И. Волченсков, Г.Ф. ДробышевРАСЧЕТ ЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЕЙПОСТОЯННОГО ТОКАИздательство МГТУ им. Н.Э. БауманаМосковский государственный технический университетимени Н.Э. БауманаВ.И. Волченсков, Г.Ф. ДробышевРАСЧЕТ ЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЕЙПОСТОЯННОГО ТОКАМетодические указания к выполнениюдомашнего задания по курсу«Электротехника и электроника»МоскваИздательство МГТУ им. Н.Э. Баумана2011УДК 621.319ББК 31.2В17Р е ц е н з е н т А.А. МальцевВ17Волченсков В.И.Расчет линейных цепей постоянного тока : метод. указания к выполнению домашнего задания по курсу «Электротехника и электроника» / В.И. Волченсков, Г.Ф.

Дробышев.— М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. — 32 с. : ил.Рассмотрены основные методы расчета цепей постоянного тока.Приведены содержание, последовательность выполнения домашнегозадания, а также требования к оформлению задания.Для студентов МГТУ им. Н.Э. Баумана, изучающих курс «Электротехника».Рекомендовано Научно-методической комиссией НУК ФНМГТУ им. Н.Э.

Баумана.УДК 621.319ББК 31.2Учебное изданиеВолченсков Валерий ИвановичДробышев Георгий ФедоровичРасчет линейных цепей постоянного токаРедактор О.М. КоролеваКорректор Е.В. АваловаКомпьютерная верстка С.А. СеребряковойПодписано в печать 11.09.2011. Формат 60×84/16.Усл. печ. л. 1,86.

Тираж 500 экз. Изд. № 156. Заказ.Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана.Типография МГТУ им. Н.Э. Баумана.105005, Москва, 2-я Бауманская ул., 5.© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 20112Цель работы — изучение методов анализа электрических цепей с применением законов Ома и Кирхгофа, определение неизвестных токов и напряжений в заданных электрических цепях разными методами.1. СОДЕРЖАНИЕ, ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯИ ОФОРМЛЕНИЕ ДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯ1. В соответствии с вариантом домашнего задания, нарисоватьзаданную схему электрической цепи и выписать исходные числовые данные из таблицы исходных данных, приведенной в приложении П1.1.2. Для заданной схемы электрической цепи составить системууравнений с помощью законов Кирхгофа, подставить числовыезначения, соответствующие рассматриваемому варианту задания,и, используя компьютер, определить все токи в ветвях схемы.3.

Записать уравнение баланса мощностей для заданной схемыэлектрической цепи, подставить известные числовые значения иоценить относительную погрешность расчета.4. Для заданной схемы электрической цепи составить системууравнений, применяя метод контурных токов, подставить числовые значения и, используя компьютер, определить все токи в ветвях заданной схемы.5. Преобразовать заданную схему электрической цепи в эквивалентную, заменив пассивный треугольник резисторов R4, R5, R6эквивалентной звездой.

Начертить полученную электрическуюцепь с эквивалентной звездой и обозначить на ней токи. Рассчитать полученную электрическую цепь, используя метод межузлового напряжения (метод двух узлов). Определить все токи, соответствующие заданной схеме электрической цепи.36. Определить ток в резисторе R6 методом эквивалентного генератора. Сопоставить полученное значение этого тока с результатами расчета его другими методами.7. Определить показание вольтметра, указанного в заданнойсхеме электрической цепи.8. Рассчитать и построить потенциальную диаграмму длявнешнего контура заданной схемы электрической цепи.9.

Сопоставить рассмотренные методы расчета электрическихцепей, сделать соответствующие выводы.Последовательность выполнения и оформление домашнего задания.1) вариант домашнего задания выбирается из таблицы, приведенной в приложении П1.1. Номер варианта соответствует номеру,под которым студент записан в журнале старосты группы;2) домашнее задание выполняется на листах А4 с использованием компьютера. Образец оформления титульного листа приведен в приложении П1.2;3) перед выполнением очередного пункта домашнего заданиянеобходимо написать заголовок и пояснить дальнейшие действия.При выполнении вычислений нужно: привести расчетную формулу,подставить числовые значения всех величин, входящих в формулу,записать ответ с указанием единиц измерения в системе СИ;4) используемые обозначения в формулах и на схемах должнысоответствовать ГОСТу;5) после выполнения домашнего задания работа сдается напроверку преподавателю;6) работа над ошибками должна выполняться с новой страницы.

Следует написать заголовок «Работа над ошибками» и далеевыполнять работу над ошибками, заново приводя исправленныерисунки, формулы и расчеты;7) срок сдачи домашнего задания — 8-я неделя.По указанию преподавателя отдельные пункты домашнего задания могут быть опущены.42. КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ2.1. Расчет токов в цепи методомнепосредственного использования законов КирхгофаНепосредственное применение законов Кирхгофа позволяетустановить связь неизвестных токов во всех ветвях схемы с заданными источниками ЭДС при известных параметрах цепи в видесистемы уравнений, совместное решение которых дает числовыезначения всех токов. Составление этих уравнений выполняют вопределенной последовательности.Рассмотрим в качестве примера схему электрической цепи,изображенную на рис.

1. Сначала обозначим на схеме стрелкамивсе токи. Направление их зададим произвольно. Число неизвестных токов в рассматриваемой схеме равно шести. Для определенияшести неизвестных необходимо составить, используя законыКирхгофа, систему из шести уравнений.3Рис. 1В рассматриваемой схеме четыре узла (у = 4) и шесть ветвей(b = 6).Первый закон Кирхгофа формулируется следующим образом:алгебраическая сумма всех токов, сходящихся к узлу электрической цепи, равна нулю:∑ ± Iк = 0.5Токи, направленные к узлу, принимают положительными,и их значения записывают со знаком «+», а токи, направленныеот узла, — отрицательными, и их значения записывают со знаком «–».По первому закону Кирхгофа следует составить (у – 1) независимых уравнений, т.

е. на единицу меньше, чем число узлов в схеме.Для любых трех узлов схемы (см. рис. 1), например для узлов1—3, соответственно получим следующие уравнения:I1 – I4 – I5 = 0;I2 + I5 – I6 = 0;(1)I6 + I4 – I3 = 0.Второй закон Кирхгофа применяют к замкнутым контурамэлектрической цепи. Он формулируется так: в любом замкнутомконтуре алгебраическая сумма ЭДС в ветвях контура равна алгебраической сумме падений напряжений на всех резисторах, входящих в этот контур, т. е.∑ ± Eк = ∑ ± Rк Iк .(2)К этой общепринятой записи следует добавить, что со знаком«+» в уравнение (2) входят все Eк и все произведения Rк Iк, для которых направления ЭДС и токов (указываемые в схеме, приведенной на рис 1, стрелками) совпадают с выбранным направлениемобхода контура.Формула (2) распространяется и на часть контура, обход по которому обрывается в точке а и возобновляется в точке b.

В этомслучае в правую часть (2) добавляют напряжение между этимиточками Uab:(3)∑ Eк = ∑ Rк Iк + U ab ,при этом учитывают прежнее правило знаков.Для электрической цепи, изображенной на рис. 1, имеющейшесть ветвей, можно записать согласно второму закону Кирхгофа[b – ( y – 1)] = 3 независимых уравнения для трех независимыхзамкнутых контуров.

Выбрав направление обхода во всех контурах, например, по ходу часовой стрелки, получим соответственнодля верхнего, нижнего и правого контуров следующие уравнения:6R1I1 + R01I1 + R5I5 – R2I2 = E1 – E2;R2I2 + R6I6 + R3I3 – Uab = E2 + E3;(4)– R5I5 + R4I4 – R6I6 = 0.Уравнения (1) и (4) составляют полную систему уравнений,полученных по законам Кирхгофа для рассматриваемой электрической схемы (см. рис. 1). Подставив в систему уравнений (1), (4)известные числовые значения сопротивлений, ЭДС и напряженияUab, с помощью компьютера определяем все токи в схеме.2.2.

Составление уравнения баланса мощностейДля проверки правильности выполненного расчета используютметод, основанный на рассмотрении энергетических соотношенийв заданной электрической цепи.Согласно закону Джоуля — Ленца количество теплоты, выделяющейся в единицу времени в резисторах электрической цепи (вприемниках электрической энергии), должно равняться энергии,доставляемой за то же время источниками питания. Так как мощность равна энергии, расходуемой в единицу времени, то уравнение баланса мощностей при питании от источников напряженияимеет видРист = Рприем,или∑ ± EI + ∑ ∓U ab I = ∑ RI 2 ,где Рист — мощность, отдаваемая источниками в цепь; Рприем —мощность, потребляемая пассивными приемниками.При этом если через источник ЭДС Е течет ток I так, что направление тока совпадает с направлением ЭДС, то слагаемое EIберется со знаком «+», т.

е. источник ЭДС отдает энергию в цепь.В противном случае ЕI берется со знаком «–», т. е. источник ЭДСпотребляет энергию из цепи.Если источник задан в виде напряжения на его зажимах (например, Uab на рис. 1), то его мощность определяется как UabI сознаком «+»; если напряжение Uab и ток I направлены навстречудруг другу, и если напряжение Uab и ток I, проходящий через этот7источник, совпадают по направлению, то произведение UabI берется со знаком «–».При выполнении реальных расчетов Рист и Рприем могут несколько различаться.

Чтобы оценить несовпадение Рист и Рприем,вычисляют относительную погрешность:δ=Pист − PприемPист⋅ 100 %.При выполнении расчетов на компьютере эта погрешность недолжна превышать 1 %.2.3. Расчет токов в цепиметодом контурных токовМетод контурных токов основан на использовании законовКирхгофа. По сравнению с методом непосредственного применения законов Кирхгофа метод контурных токов проще, обладаетменьшей трудоемкостью, так как требуется решать систему сменьшим числом уравнений, число которых равно числу независимых контуров в схеме.Пусть исходная схема (рис. 2) имеет три независимых контура.Для расчета ее методом контурных токов требуется решить систему из трех уравнений.Рассмотрим последовательность решения задачи методом контурных токов.Рис.

Рекомендации по решению нетрадиционных задач на расчет электрических цепей постоянного тока

Введение

Решение задач — неотъемлемая часть обучения физике, поскольку в процессе решения задач происходит формирование и обогащение физических понятий, развивается физическое мышление учащихся и совершенствуется их навыки применения знаний на практике.

В ходе решения задач могут быть поставлены и успешно реализованы следующие дидактические цели:

  • Выдвижение проблемы и создание проблемной ситуации;
  • Обобщение новых сведений;
  • Формирование практических умений и навыков;
  • Проверка глубины и прочности знаний;
  • Закрепление, обобщение и повторение материала;
  • Реализация принципа политехнизма;
  • Развитие творческих способностей учащихся.

Наряду с этим при решении задач у школьников воспитываются трудолюбие, пытливость ума, смекалка, самостоятельность в суждениях, интерес к учению, воля и характер, упорство в достижении поставленной цели. Для реализации перечисленных целей особенно удобно использовать нетрадиционные задачи.

§1. Задачи по расчету электрических цепей постоянного тока

По школьной программе на рассмотрение данной темы очень мало отводится времени, поэтому учащиеся более или менее успешно овладевают методами решения задач данного типа. Но часто такие типы задач встречаются олимпиадных заданиях, но базируются они на школьном курсе.

К таким, нестандартным задачам по расчету электрических цепей постоянного тока можно отнести задачи, схемы которых:

1) содержат большое число элементов – резисторов или конденсаторов;

2) симметричны;

3) состоят из сложных смешанных соединений элементов.

В общем случае всякую цепь можно рассчитать, используя законы Кирхгофа. Однако эти законы не входят в школьную программу. К тому же, правильно решить систему из большого числа уравнений со многими неизвестными под силу не многим учащимся и этот путь не является лучшим способом тратить время. Поэтому нужно уметь пользоваться методами, позволяющими быстро найти сопротивления и емкости контуров.

§2. Метод эквивалентных схем

Метод эквивалентных схем заключается в том, что исходную схему надо представить в виде последовательных участков, на каждом из которых соединение элементов схемы либо последовательно, либо параллельно. Для такого представления схему необходимо упростить. Под упрощением схемы будем понимать соединение или разъединение каких-либо узлов схемы, удаление или добавление резисторов, конденсаторов, добиваясь того, чтобы новая схема из последовательно и параллельно соединенных элементов была эквивалентна исходной.

Эквивалентная схема – это такая схема, что при подаче одинаковых напряжений на исходную и преобразованную схемы, ток в обеих цепях будет одинаков на соответствующих участках. В этом случае все расчеты производятся с преобразованной схемой.

Чтобы начертить эквивалентную схему для цепи со сложным смешанным соединением резисторов можно воспользоваться несколькими приемами. Мы ограничимся рассмотрением в подробностях лишь одного из них – способа эквипотенциальных узлов.

Этот способ заключается в том, что в симметричных схемах отыскиваются точки с равными потенциалами. Эти узлы соединяются между собой, причем, если между этими точками был включен какой-то участок схемы, то его отбрасывают, так как из-за равенства потенциалов на концах ток по нему не течет и этот участок никак не влияет на общее сопротивление схемы.

Таким образом, замена нескольких узлов равных потенциалов приводит к более простой эквивалентной схеме. Но иногда бывает целесообразнее обратная замена одного узла

несколькими узлами с равными потенциалами, что не нарушает электрических условий в остальной части.

Рассмотрим примеры решения задач эти методом.

З а д а ч а №1

Рассчитать сопротивление между точками А и В данного участка цепи. Все резисторы одинаковы и их сопротивления равны r.

Решение:

В силу симметричности ветвей цепи точки С И Д являются эквипотенциальными. Поэтому резистор между ними мы можем исключить. Эквипотенциальные точки С и Д соединяем в один узел. Получаем очень простую эквивалентную схему:

Сопротивление которой равно:

RАВ=Rac+Rcd=r*r/r*r+r*r/r+r=r.

З а д а ч а № 2

Решение:

В точках F и F` потенциалы равны, значит сопротивление между ними можно отбросить. Эквивалентная схема выглядит так:

Сопротивления участков DNB;F`C`D`; D`, N`, B`; FCD равны между собой и равны R1:

1/R1=1/2r+1/r=3/2r

R1=2/3*r

С учетом этого получается новая эквивалентная схема:

Ее сопротивление и сопротивление исходной цепи RАВ равно:

1/RАВ=1/r+R1+R1+1/r+R1+R1=6/7r

RАВ=(7/6)*r.

З а д а ч а № 3.

Решение:

Точки С и Д имеют равные потенциалы. Исключением сопротивление между ними. Получаем эквивалентную схему:

Искомое сопротивление RАВ равно:

1/RАВ=1/2r+1/2r+1/r=2/r

RАВ=r/2.

З а д а ч а № 4.

Решение:

Как видно из схемы узлы 1,2,3 имеют равные потенциалы. Соединим их в узел 1. Узлы 4,5,6 имеют тоже равные потенциалы- соединим их в узел 2. Получим такую эквивалентную схему:

Сопротивление на участке А-1, R 1-равно сопротивлению на участке 2-В,R3 и равно:

R1=R3=r/3

Сопротивление на участке 1-2 равно: R2=r/6.

Теперь получается эквивалентная схема:

Общее сопротивление RАВ равно:

RАВ= R1+ R2+ R3=(5/6)*r.

З а д а ч а № 5.

Решение:

Точки C и F-эквивалентные. Соединим их в один узел. Тогда эквивалентная схема будет иметь следующий вид:

Сопротивление на участке АС:

Rас=r/2

Сопротивление на участке FN:

RFN =

Сопротивление на участке DB:

RDB =r/2

Получается эквивалентная схема:

Искомое общее сопротивление равно:

RAB= r.

Задача №6

Решение:

Заменим общий узел О тремя узлами с равными потенциалами О, О1 , О2. Получим эквивалентную систему:

Сопротивление на участке ABCD:

R1=(3/2)*r

Сопротивление на участке A`B`C`D`:

R2= (8/3)*r

Сопротивление на участке ACВ

R3 = 2r.

Получаем эквивалентную схему:

Искомое общее сопротивление цепи RAB равно:

RAB= (8/10)*r.

Задача №7.

Решение:

“Разделим” узел О на два эквипотенциальных угла О1 и О2. Теперь схему можно представить, как параллельные соединение двух одинаковых цепей. Поэтому достаточно подробно рассмотреть одну из них:

Сопротивление этой схемы R1 равно:

R1 = 3r

Тогда сопротивление всей цепи будет равно:

RAB = (3/2)*r

З а д а ч а №8

Решение:

Узлы 1 и 2 – эквипотенциальные, поэтому соединим их в один узел I. Узлы 3 и 4 также эквипотенциальные – соединимих в другой узел II. Эквивалентная схема имеет вид:

Сопротивление на участке A- I равно сопротивлению на участке B- II и равно:

RI =

Сопротивление участка I-5-6- II равно:

RII = 2r

Cопротивление участка I- II равно:

RIII =

Получаем окончательную эквивалентную схему:

Искомое общее сопротивление цепи RAB=(7/12)*r.

З а д а ч а №9

В ветви ОС заменим сопротивление на два параллельно соединенных сопротивления по 2r. Теперь узел С можно разделить на 2 эквипотенциальных узла С1 и С2. Эквивалентная схема в этом случае выглядит так:

Сопротивление на участках ОСIB и DCIIB одинаковы и равны, как легко подсчитать 2r. Опять чертим соответствующую эквивалентную схему:

Сопротивление на участке AOB равно сопротивлению на участке ADB и равно (7/4)*r. Таким образом получаем окончательную эквивалентную схему из трех параллельно соединенных сопротивлений:

Ее общее сопротивление равно RAB= (7/15)*r

З а д а ч а № 10

Точки СОD имеют равные потенциалы – соединим их в один узел ОI .Эквивалентная схема изображена на рисунке :

Сопротивление на участке А ОI равно . На участке ОIВ сопротивление равно .Получаем совсем простую эквивалентную схему:

ЕЕ сопротивление равно искомому общему сопротивлению

RAB=(5/6)*r

Задачи № 11 и № 12 решаются несколько иным способом, чем предыдущие. В задаче №11 для ее решения используется особое свойство бесконечных цепей, а в задаче № 12 применяется способ упрощения цепи.

Задача № 11

Решение

Выделим в этой цепи бесконечно повторяющееся звено, оно состоит в данном случае из трех первых сопротивлений. Если мы отбросим это звено, то полное сопротивление бесконечной цепи R не измениться от этого , так как получится точно такая же бесконечная цепь. Так же ничего не измениться, если мы выделенное звено подключим обратно к бесконечному сопротивлению R, но при этом следует обратить внимание , что часть звена и бесконечная цепь сопротивлением R соединены параллельно. Таким образом получаем эквивалентную схему :

Получается уравнения

RAB=2ч +

RAB = R

Решая систему этих уравнений, получаем:

R=ч (1+ ).

§3. Обучение решению задач по расчету электрических цепей способом эквипотенциальных узлов

Задача – это проблема, для разрешения которой ученику потребуются логические рассуждения и выводы. Строящиеся на основе законов и методов физики. Таким образом, с помощью задач происходит активизация целенаправленного мышления учащихся.

В то же время. Теоретические знания можно считать усвоенными только тогда, когда они удачно применяются на практике. Задачи по физике описывают часто встречающиеся в жизни и на производстве проблемы, которые могут быть решены с помощью законов физики и, если ученик успешно решает задачи, то можно сказать, что он хорошо знает физику.

Для того, чтобы ученики успешно решали задачи, недостаточно иметь набор методов и способов решения задач, необходимо еще специально учить школьников применению этих способов.

Рассмотрим план решения задач по расчету электрических цепей постоянного тока методом эквипотенциальных узлов.

  1. Чтение условия.
  2. Краткая запись условия.
  3. Перевод в единицы СИ.
  4. Анализ схемы:
    1. установить, является ли схема симметричной;
    2. установить точки равного потенциала;
    3. выбрать, что целесообразнее сделать – соединить точки равных потенциалов или же, наоборот, разделить одну точку на несколько точек равных потенциалов;
    4. начертить эквивалентную схему;
    5. найти участки только с последовательным или только с параллельным соединением и рассчитать общее сопротивление на каждом участке по законам последовательного и параллельного соединения;
    6. начертить эквивалентную схему, заменяя участки соответствующими им расчетными сопротивлениями;
    7. пункты 5 и 6 повторять до тех пор, пока не останется одно сопротивление, величина которого и будет решением задачи.
  5. Анализ реальности ответа.

Подробнее об анализе схемы

а) установить, является ли схема симметричной.

Определение. Схема симметрична, если одна ее половина является зеркальным отражением другой. Причем симметрия должна быть не только геометрической, но должны быть симметричны и численные значения сопротивлений или конденсаторов.

Примеры:

1)

Схема симметричная, так как ветви АСВ и АДВ симметричны геометрически и отношение сопротивления на одном участке АС:АД=1:1 такое же, как и на другом участке СД:ДВ=1:1.

2)

Схема симметричная, так как отношение сопротивлений на участке АС:АД=1:1 такое же, как и на другом участке СВ:ДВ=3:3=1:1

3)

Схема не симметрична, так как отношения сопротивлений численно

не симметричны -1:2 и 1:1.

б) установить точки равных потенциалов.

Пример:

Из соображений симметрии делаем вывод, что в симметричных точках потенциалы равны. В данном случае симметричными точками являются точки С и Д. Таким образом, точки С и Д – эквипотенциальные точки.

в) выбрать, что целесообразно сделать – соединить точки равных потенциалов или же, наоборот, разделить одну точку на несколько точек равных потенциалов.

Мы видим в этом примере, что между точками равных потенциалов С и Д включено сопротивление, по которому ток не будет течь. Следовательно, мы можем отбросить это сопротивление, а точки С и Д соединить в один узел.

г) начертить эквивалентную схему.

Чертим эквивалентную схему. При этом получаем схему с соединенными в одну точку точками С и Д.

д) найти участки только с последовательным или только с параллельным соединением и рассчитать общее сопротивление на каждом таком участке по законам последовательного и параллельного соединения.

Из полученной эквивалентной схемы видно, что на участке АС мы имеем два параллельно соединенных резистора. Их общее сопротивление находится по закону параллельного соединения:

1/ Rобщ=1/R1+1/R2+1/R3+…

Таким образом 1/RAC=1/r+1/r=2/r,откуда RAC= r/2.

На участке СВ картина аналогичная:

1/RCB= 1/r+1/r =2/r, откуда RCB=r/2.

е)начертить эквивалентную схему, заменяя участки соответствующими им расчетными сопротивлениями.

Чертим эквивалентную схему подставляя в нее рассчитанные сопротивления участков RAC и RCB:

ж)пункты д) и е) повторять до тех пор, пока останется одно сопротивление, величина которого и будет решением задачи.

Повторяем пункт д): на участке АВ имеем два последовательно соединенных сопротивления. Их общее сопротивление находим по закону последовательного соединения:

Rобщ= R1+R2+R3+… то есть, RAB=RAC+RCB = r/2+r/2 =2r/2 = r.

Повторяем пункт е): чертим эквивалентную схему:

Мы получили схему с одним сопротивлением, величина которого равна сопротивлению исходной схемы. Таким образом, мы получили ответ RAB = r.

Далее, для проверки усвоения данного материала можно учащимся предложить задания для самостоятельной работы, взятые из дидактического материала. (см. приложение)

Литература

  1. Балаш. В.А. задачи по физике и методы их решения. - М: Просвещение,1983.
  2. Лукашик В.И. Физическая олимпиада.- М: Просвещение, 2007
  3. Усова А.В., Бобров А.А. Формирование учебных умений и навыков учащихся на уроках физики.- М: Просвещение,1988
  4. Хацет А. Методы расчета эквивалентных схем //Квант.
  5. Чертов А. Г. Задачник по физике. – М.: Высшая школа,1983
  6. Зиятдинов Ш.Г., Соловьянюк С.Г. (методические рекомендации) г. Бирск,1994г
  7. Марон А.Е., Марон Е.А. Физика. Дидактические материалы. Москва, “Дрофа”, 2004г

Расчет электрических цепей постоянного тока методом эквивалентных преобразований

Главная → Примеры решения задач ТОЭ → Расчет электрических цепей постоянного тока методом эквивалентных преобразований

Расчет электрических цепей постоянного тока методом эквивалентных преобразований

Основными законами, определяющими расчет электрической цепи, являются законы Кирхгофа.

На основе законов Кирхгофа разработан ряд практических методов расчета электрических цепей постоянного тока, позволяющих сократить вычисления при расчете сложных схем.

Существенно упростить вычисления, а в некоторых случаях и снизить трудоемкость расчета, возможно с помощью эквивалентных преобразований схемы.

Преобразуют параллельные и последовательные соединения элементов, соединение «звезда» в эквивалентный «треугольник» и наоборот. Осуществляют замену источника тока эквивалентным источником ЭДС. Методом эквивалентных преобразований теоретически можно рассчитать любую цепь, и при этом использовать простые вычислительные средства. Или же определить ток в какой-либо одной ветви, без расчета токов других участков цепи.

В данной статье по теоретическим основам электротехники рассмотрены примеры расчета линейных электрических цепей постоянного тока с использованием метода эквивалентных преобразований типовых схем соединения источников и потребителей энергии, приведены расчетные формулы.

Решение задач Расчет электрических цепей постоянного тока методом эквивалентных преобразований


Задача 1. Для цепи (рис. 1), определить эквивалентное сопротивление относительно входных зажимов a−g, если известно: R1 = R2 = 0,5 Ом, R3 = 8 Ом, R4 = R5 = 1 Ом, R6 = 12 Ом, R7 = 15 Ом, R8 = 2 Ом, R9 = 10 Ом, R10= 20 Ом.

Рис. 1

Решение

Начнем эквивалентные преобразования схемы с ветви наиболее удаленной от источника, т.е. от зажимов a−g:


Задача 2. Для цепи (рис. 2, а), определить входное сопротивление если известно: R1 = R2 = R3 = R4= 40 Ом.

Рис. 2

Решение

Исходную схему можно перечертить относительно входных зажимов (рис. 2, б), из чего видно, что все сопротивления включены параллельно. Так как величины сопротивлений равны, то для определения величины эквивалентного сопротивленияможно воспользоваться формулой:

где R – величина сопротивления, Ом;

n – количество параллельно соединенных сопротивлений.


Задача 3. Определить эквивалентное сопротивление относительно зажимов a–b, если R1 = R2 = R3 = R4 = R5 = R6 = 10 Ом (рис. 3, а).

Рис. 3

Решение

Преобразуем соединение «треугольник» f−d−c в эквивалентную «звезду». Определяем величины преобразованных сопротивлений (рис. 3, б):

По условию задачи величины всех сопротивлений равны, а значит:

На преобразованной схеме получили параллельное соединение ветвей между узлами e–b, тогда эквивалентное сопротивление равно:

И тогда эквивалентное сопротивление исходной схемы представляет последовательное соединение сопротивлений:


Задача 4. В заданной цепи (рис. 4, а) определить методом эквивалентных преобразований входные сопротивления ветвей a−b, c–d и f−b, если известно, что: R1 = 4 Ом, R2 = 8 Ом, R3 =4 Ом, R4 = 8 Ом, R5 = 2 Ом, R6 = 8 Ом, R7 = 6 Ом, R8 =8 Ом.

Решение

Для определения входного сопротивления ветвей исключают из схемы все источники ЭДС. При этом точки c и d, а также b и f соединяются накоротко, т.к. внутренние сопротивления идеальных источников напряжения равны нулю.

Рис. 4

Ветвь a−b разрывают, и т.к. сопротивление Ra–b = 0, то входное сопротивление ветви равно эквивалентному сопротивлению схемы относительно точек a и b (рис. 4, б):

Аналогично методом эквивалентных преобразований определяются входные сопротивления ветвей Rcd и Rbf. Причем, при вычислении сопротивлений учтено, что соединение накоротко точек a и b исключает ( «закорачивает») из схемы сопротивления R1, R2, R3, R4 в первом случае, и R5, R6, R7, R8 во втором случае.


Задача 5. В цепи (рис. 5) определить методом эквивалентных преобразований токи I1, I2, I3 и составить баланс мощностей, если известно: R1 = 12 Ом, R2 = 20 Ом, R3 = 30 Ом, U = 120 В.

Рис. 5

Решение

Эквивалентное сопротивлениедля параллельно включенных сопротивлений:

Эквивалентное сопротивление всей цепи:

Ток в неразветвленной части схемы:

Напряжение на параллельных сопротивлениях:

Токи в параллельных ветвях:

Баланс мощностей:


Задача 6. В цепи (рис. 6, а), определить методом эквивалентных преобразований показания амперметра, если известно: R1 = 2 Ом, R2 = 20 Ом, R3 = 30 Ом, R4 = 40 Ом, R5 = 10 Ом, R6 = 20 Ом, E = 48 В. Сопротивление амперметра можно считать равным нулю.

Рис. 6

Решение

Если сопротивления R2, R3, R4, R5 заменить одним эквивалентным сопротивлением RЭ, то исходную схему можно представить в упрощенном виде (рис. 6, б).

Величина эквивалентного сопротивления:

Преобразовав параллельное соединение сопротивлений RЭ и R6 схемы (рис. 6, б), получим замкнутый контур, для которого по второму закону Кирхгофа можно записать уравнение:

откуда ток I1:

Напряжение на зажимах параллельных ветвей Uab выразим из уравнения по закону Ома для пассивной ветви, полученной преобразованием RЭ и R6:

Тогда амперметр покажет ток:


Задача 7. Определить токи ветвей схемы методом эквивалентных преобразований (рис. 7, а), если R1 = R2 = R3 = R4 = 3 Ом, J = 5 А, R5 = 5 Ом.

Рис. 7

Решение

Преобразуем «треугольник» сопротивлений R1, R2, R3 в эквивалентную «звезду» R6, R7, R8 (рис. 7, б) и определим величины полученных сопротивлений:

Преобразуем параллельное соединение ветвей между узлами 4 и 5

Ток в контуре, полученном в результате преобразований, считаем равным току источника тока J, и тогда напряжение:

И теперь можно определить токи I4 и I5:

Возвращаясь к исходной схеме, определим напряжение U32 из уравнения по второму закону Кирхгофа:

Тогда ток в ветви с сопротивлением R3 определится:

Величины оставшихся неизвестными токов можно определить из уравнений по первому закону Кирхгофа для узлов 3 и 1:


Электронная версия статьи Расчет электрических цепей постоянного тока методом эквивалентных преобразований

Примеры решения задач Расчет электрических цепей постоянного тока методом эквивалентных преобразований

Расчет электрических цепей постоянного тока методом эквивалентных преобразований


Метод эквивалентных преобразований 

02.09.2011, 300827 просмотров.

Презентация учебного проекта по электротехнике «Расчет электрических цепей постоянного тока»

УЧЕБНЫЙ

ПРОЕКТ

Расчет электрических цепей постоянного тока

Учебный проект: Расчет электрических цепей постоянного тока 1 Автор проекта 2 Предмет, возраст обучающихся 3 Краткая аннотация проекта 4 Вопросы, направляющие проект 4.1 Основополагающий вопрос 4.2 Проблемные вопросы 4.3 Учебные вопросы 5 План проведения проекта 6 Визитная карточка проекта 7 Публикация учителя 8 Презентация учителя для выявления представлений и интересов учащихся 9 Пример продукта проектной деятельности обучающихся 10 Материалы по формирующему и итоговому оцениванию 11 Материалы по сопровождению и поддержке проектной деятельности 12 Другие документы

1. Авторы проекта

1. __ф.и.о. студента___

2. __ф.и.о. студента___

3. __ф.и.о. студента___

2. Предмет, возраст учащихся

Основы электротехники, 2 курс

Краткая аннотация проекта

Знать основы электротехники необходимо каждому человеку- рабочему, инженеру, врачу, сельскому механизатору. Выбор и обработка электротехнических материалов, выполнение электрических измерений, монтаж и обслуживание электрической аппаратуры- лишь небольшой круг работ, который нужно научиться выполнять, изучая электротехнику. Хотя в электротехнике преобладающую роль играет переменный ток, многие методы расчета основываются на законах постоянного тока.

Наибольшее внимание уделяется задачам, связанным с конкретными особенностями конструктивного исполнения и применения различных элементов электрических цепей, их соединений. Понимание указанных вопросов в сочетании с прочными знаниями в области физики и навыками применения методов расчета цепей позволяет получить полное представление о цепях и их элементах.

Проект позволяет студентам глубже изучить один из основных методов расчета цепей и применять его на практике.

4. Вопросы, направляющие проект 4.1 Основополагающий вопросКак стать «хирургом» электрической цепи? 4.2 Проблемные вопросыКакое применение находят расчеты электрических цепей в науке и технике?Должен ли квалифицированный электромонтер уметь рассчитывать электрическую цепь?В чем состоит сущность методов расчета электрических цепей?

4.3 Учебные вопросы ●Из чего состоит электрическая цепь? ●Что представляет собой сложная электрическая цепь? ●Что называют ветвью, узлом, контуром? ● Как различить последовательное и параллельное соединение элементов цепи? ● На основании каких законов рассчитывается сложная электрическая цепи постоянного тока? ● Сформулируйте законы Кирхгофа. ● Сформулируйте законы Ома. ● Сколько уравнений составляется для расчета электрической цепи по первому и второму законам Кирхгофа? ● Что представляет собой уравнение электрического состояния токов для узла? ● Что представляет собой уравнение электрического состояния ЭДС и напряжений для контура? ● Как определить эквивалентное сопротивление для последовательной цепи? ● Как определить эквивалентное сопротивление для параллельной цепи? ● Каковы методы расчета электрической цепи постоянного тока? ● В чем заключается метод свертывания? ● Каков алгоритм расчета электрической цепи методом свертывания?

План проведения проекта

Подготовительный этап

Подготовка необходимых печатных материалов : (памятки по работе со справочной литературой, поиску информации в сети Интернет и сохранению информационных объектов на внешние носители, инструкции )

Ответственные: Преподаватель, лаборант

Сроки исполнения: До проведения проекта

Определить время занятий в компьютерном классе

Ответственные: Диспетчер по расписанию

Сроки исполнения: До проведения проекта

Подготовить необходимые книги, электронные материалы, ссылки на Интернет-ресурсы.

Ответственные: Преподаватель, лаборант

Сроки исполнения: До проведения проекта

Проверить доступность книг, DVD и CD дисков к использованию в классе

Ответственные: Преподаватель

Сроки исполнения: До проведения проекта

Определить в расписании время для консультаций и занятие для завершения работы над проектом.

Ответственные: Преподаватель, диспетчер по расписанию

Сроки исполнения: До проведения проекта

Обсудить необходимое оборудование

Ответственные: Лаборант

Сроки исполнения: До проведения проекта

Определить, как студенты собирают и где хранят результаты работы . Остановиться на способах проверки

Ответственные: Преподаватель, лаборант

Сроки исполнения: До проведения проекта

План проведения проекта

Основной этап

Познакомить студентов с критериями оценивания промежуточной и итоговой работы

Ответственные: Преподаватель

Сроки исполнения: На установочном занятии

Провести инструктаж по технике безопасности

Ответственные: Преподаватель

Сроки исполнения: Регулярно

Провести анализ собранного материала и инструктирование по дальнейшим действиям студентов

Ответственные: Преподаватель

Сроки исполнения: Регулярно

Организовать выполнение студентами самостоятельных исследований

Ответственные: Преподаватель

Сроки исполнения: Регулярно

Сфотографировать студентов за работой .

Ответственные: Лаборант

Сроки исполнения: Во время проведения проекта

Обсудить с студентами формы представления полученных результатов

Ответственные: Преподаватель

Сроки исполнения: Во время проведения проекта

Оценить проделанную работу

Ответственные: Преподаватель

Сроки исполнения: После предоставления результатов

План проведения проекта

Заключительный этап

Поблагодарить всех, кто помогал в проведении проекта (грамоты, благодарственные письма)

Ответственные: Преподаватель

Сроки исполнения: После выполнения проекта

Разместить информацию о проекте и его результатах на Интернет-странице

Ответственные: Преподаватель

Сроки исполнения: После выполнения проекта

Представить презентацию проекта

Ответственные: Преподаватель

Сроки исполнения: На итоговых мероприятиях и конференции

Сфотографировать итоговые мероприятия и конференцию по проекту

Ответственные: Лаборант

Сроки исполнения: На итоговых мероприятиях и конференции

Наградить наиболее отличившихся студентов

Ответственные: Преподаватель

Сроки исполнения: На итоговых мероприятиях и конференции

Визитная карточка проекта

Автор проекта ___________________________________

Фамилия, имя отчество ___________________________

Регион _________________________________________

Населенный пункт, в котором находится образовательное учреждение _____________________

Название образовательного учреждения ____________

Описание проекта ________________________________

Название темы учебного проекта ____________________

Краткое содержание проекта _______________________

Предмет ________________________________________

Курс, возраст ____________________________________

Количество часов на проект _______________________

Основа проекта: Образовательный стандарт по специальности № … ______________________________

Дидактические цели / Ожидаемые результаты обучения

После завершения проекта студенты будут:

— организовывать свою деятельность,

— выбирать методы и способы выполнения профессиональных задач,

— решать проблемы, принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях.

— организовывать свою исследовательскую деятельность.

— свободно ориентироваться в смежных областях деятельности,

— проявлять ответственность за выполняемую работу,

— самостоятельно и эффективно решать проблемы в области профессиональной деятельности;

— самостоятельно формулировать задачи и определять способы их решения в рамках своей профессиональной компетенции;

  • применять компьютерную технику в сфере профессиональной деятельности.

Вопросы, направляющие проект Основополагающий вопрос: Как принять правильное решение? Проблемные вопросы учебной темы: Какое применение находят цепи постоянного тока? В каких случаях используется постоянный ток? Учебные вопросы: Какие основные характеристики цепей постоянного тока Как определяется сопротивление цепей постоянного тока Какая цепь называется последовательной (параллельной)

Описание методов оценивания

Оценка

Процесс и цель оценки

Стартовая презентация

Учащимся предлагается вводная презентация. В ходе демонстрации вводной презентации происходит беседа. Затем происходит распределение студентов на творческие группы. Каждой группе выдается тема задания.

Мозговой штурм

Студенты придумывают темы и идеи, связанные с заданной темой и связывают эти идеи с предварительными знаниями и новыми возможностями.

Полученные в ходе мозгового штурма идеи оформляются с помощью кластерных карт. Графическое представление помогает студентам видеть идеи на бумаге и затем использовать их при написании статей, докладов или презентаций.

Описание методов оценивания

Оценка

Процесс и цель оценки

Контроль-ный лист

Студенты могут ориентироваться на этот лист при оценке умений, навыков и компетенций в своей работе, отражающей результаты исследований и получения знаний.

Критерии оценива-ния проекта

На протяжении всей деятельности необходимо использовать критерии, по которым можно произвести итоговое оценивание всего проекта. В процессе работы критерии могут быть подвергнуты корректировке.

Специфика проекта в том, чтобы в результате каждый из участников должен стать, прежде всего, пытливым, заинтересованным, целеустремлённым исследователем.

Описание методов оценивания

Оценка

Процесс и цель оценки

Встречи и индиви-дуальные консуль-тации

Встречи в ходе проекта служат подтверждению готовности студентов к переходу на следующую ступень в работе над проектом. Используется для контроля продвижения по проекту, распределения и подтверждения обязательств в групповой работе, планирования следующих шагов.

Требования к коллективной Интернет-странице

Создание Интернет-страницы позволит представить результаты исследований учащихся в рамках проекта для широкой аудитории. Необходимо помнить, что в Интернет-страница может содержать следующие атрибуты: ссылки на веб-сайты, изображения по теме содержания, продуманную внутреннюю навигацию в пределах созданной Интернет-страницы.

Описание методов оценивания

Оценка

Процесс и цель оценки

Рефлексия

Во время рефлексии происходит закрепление полученных знаний, активная перестройка представлений с включением новых понятий; создание нового смысла, «который соотносится со мной», формирование долговременных знаний. Учащиеся стараются выражать мысли своими словами, учатся аргументировать, обмениваются своими идеями с другими учащимися и авторами проекта, анализируют собственные мыслительные операции.

Наброски последовательностей фотографий

В этих журналах собраны видео документы о развитии проекта, действиях, обсуждениях, или демонстрация навыков и умений.

Ученичес-кая конферен-ция

Ученические конференции, на которых студенты берут на себя ответственность за организацию и обсуждают свою учебу, рассматривая задачи, работы, бланки самооценки.

Сведения о проекте

Перед началом выполнения проекта студент должен:

Обладать компетенциями :

свободно ориентируется в смежных областях деятельности, готов к постоянному профессиональному росту, приобретению новых знаний;

понимает сущность и социальную значимость будущей профессии;

готов к позитивному взаимодействию и сотрудничеству с коллегами, способен самостоятельно организовывать работу трудового коллектива;

готов к применению компьютерной техники в сфере профессиональной деятельности;

обладает устойчивым стремлением к самосовершенствованию, стремится к творческой самореализации.

Уметь:

создавать продукты в пакете MS Office;

работать с интернет – браузером ;

Знать:

основы дисциплины «Электротехника»;

основные принципы работы с пакетом MS Office;

основные принципы технологии поиска информации в сети Internet.

Учебные мероприятия

Подготовительный этап

Подготовка необходимых информационных материалов: вводной презентации преподавателя, памятки по работе со справочной литературой, поиску информации в сети Интернет и сохранению информационных объектов на внешние носители.

Основной этап

1. Формирующее оценивание и планирование: эвристическая беседа в ходе демонстрации вводной презентации учителя; разбиение студентов на группы, «мозговой штурм» в группах, обсуждение общего плана проекта, планирование работы над проектом в группах

2. Знакомство студентов с критериями оценивания промежуточной и итоговой работы

(1 пара).

3. Разработка плана действия для каждого студента проекта (внеучебное время).

4. Организация выполнения студентами самостоятельных исследований (поиск информации) (2 пара).

5. Создание презентаций, буклетов, Интернет-статей. (3-4 пара)

6. Промежуточное оценивание студентов в ходе выполнения проекта.

Заключительный этап (5-6 пара)

Проведение конференции

Итоговое оценивание студентов.

Материалы для дифференцированного обучения

Ученик с проблемами усвоения учебного материала (Проблемный ученик)

Для учеников с проблемами усвоения учебного материала можно использовать индивидуальный план по участию в проекте, привлекать к участию совместно с другим учеником. Результаты обучения можно представлять в виде устных ответов. Можно предоставить такому ученику свободный выбор заданий. Необходимо включать задания-инструкции (с указаниями действий).

Ученик, для которого язык преподавания не родной

Языковую поддержку можно оказывать ученикам, привлекая консультантов. Можно предложить выполнить задание на родном языке, с дальнейшим переводом. Необходимо использовать иллюстрированные тексты, двуязычные словари и другие средства для перевода

Материалы для дифференцированного обучения

Одаренный ученик

Одаренному ученику можно задавать самостоятельные исследования по темам, выходящим за рамки дисциплины. Нужно включать в проект трудные и нестандартные задания. Необходимо привлекать таких учеников в качестве консультантов, помощников учителя.

Материалы и ресурсы, необходимые для проекта

Технологии – оборудование (отметьте нужные пункты)

Фотоаппарат, лазерный диск, компьютер(-ы), принтер, видеокамера, цифровая камера, проекционная система, видео-, конференц- оборудование, сканер, другие типы интернет-соединений, телевизор

Технологии – программное обеспечение (отметьте нужные пункты)

СУБД/электронные таблицы, программы обработки изображений, программы разработки веб-сайтов, веб-браузер, текстовые редакторы, программы электронной почты, мультимедийные системы, другие справочники на CD-ROM

Материалы на печатной основе

  • Лекционный материал по дисциплине «Электротехника»

Другие принадлежности

2. Б.И. Петленко Электротехника и электроника. М.:2004

Не нужны

Интернет-ресурсы

http://www. _____ – Проекты в сети Интернет

Другие ресурсы

Приглашение на конференцию:

параллельная группа 2 курса, администрация Колледжа.

Публикация учителя

Публикация для общественности

Авторы проекта:

1.________________

2.________________

3.________________

преподаватели спецдисциплин:

1.______________

2.______________

Активное, настойчивое и внимательное рассмотрение какого бы то ни было мнения или предполагаемой формы знания, при свете оснований, на которых оно покоится, и анализ дальнейших выводов, к которым оно приводит, и образует рефлексивное мышление.

Джон Дьюи

Психология и педогогика мышления– 2-е издание

Белоярский профессиональный колледж

Проблема устанавливает цель мысли,

а цель контролирует процесс мышления

Основные требования

к использованию

метода проектов :

1 . Наличие значимой в исследовательском, творческом плане проблемы (задачи), требующей интегрированного знания, исследовательского поиска для её решения.

2. Практическая, теоретическая, познавательная значимость предполагаемых результатов.

3. Самостоятельная(индивидуальная, парная, групповая) деятельность студентов.

4. Структурирование содержательной части проекта.

5. Использование исследовательских методов, предусматривающих определенную последовательность действий:

  • определение проблемы и вытекающих из неё задач исследования;
  • выдвижение гипотез и их решения;
  • обсуждение методов исследования;
  • обсуждение способов оформления конечных результатов;
  • сбор, систематизация и анализ полученных данных,
  • подведение итогов, оформление результатов, их презентация;
  • выводы, выдвижение новых проблем исследования.

Учебный проект с точки зрения студента — это возможность делать что-то интересное самостоятельно, в группе или самому, максимально используя свои возможности; это деятельность, позволяющая проявить себя, попробовать свои силы, приложить свои знания, принести пользу и показать публично достигнутый результат; это деятельность, направленная на решение интересной проблемы, сформулированной самими студентами в виде задачи, когда результат этой деятельности -найденный способ решения проблемы -носит практический характер, имеет важное прикладное значение и, что весьма важно и, интересен и значим для самих открывателей.

Иванов

Преподаватель спецдисциплин

Что необходимо нашим студентам для успеха ?

1.Способность творчески мыслить, последовательно рассуждать и представлять свои идеи.

2. Уметь работать в команде и обладать навыками общения.

3.Определять приоритеты, планировать конкретные результаты и нести персональную ответственность за них.

4.Эффективно использовать знания реальной жизни.

5.Компьютерная грамотность.

Белоярский

профессиональный колледж

г. Белоярский,

ул.Спортивная дом 4

Телефон: (834670)-22222

Факс: (834670)-33333

Эл.почта: [email protected] mail.ru

Презентация преподавателя для выявления представлений и интересов студентов

Стартовая публикация преподавателя

Расчет

*

электрической цепи

постоянного тока

Пример продукта проектной деятельности учащихся

Презентация по теме :

«Расчет электрической цепи методом свертывания»

Презентация по теме «Расчет электрической цепи методом свертывания»

Выполнил студент группы _________

ПРИМЕР

  • При заданных сопротивлениях всех потребителей цепи и напряжении U определить токи всех потребителей.

В рассматриваемой цепи определяются группы потребителей, соединенных последовательно или параллельно. Определяются эквивалентные сопротивления участков, а схема при этом «свертывается».

Шаг 1.

Шаг 2.

Шаг 3.

Шаг 4.

Шаг 5.

Шаг 6.

Используя закон Ома для участка цепи и формулы для последовательного и параллельного соединений потребителей,

определяем токи всех потребителей.

Закон Ома

Последовательное соединение

Параллельное соединение

Попробуй реши сам!

Для цепи заданы: сопротивления всех резисторов,

ЭДС идеального источника.

Определить: 1) эквивалентные сопротивления для всех участков;

2)токи во всех ветвях.

Используемая литература

1. В.Е. Китаев «Электротехника с основами промышленной электроники» 2. А.С.Касаткин «Основы электротехники» Москва «Высшая школа», 1986, 288стр. 3. Г.В. Ярочкина «Электротехника» 4.А.А.Володарская. Рабочая тетрадь для учащихся среднего профессионального образования.

Материалы по формирующему и итоговому оцениванию

Критерии оценок к Интернет-статье

Лист продвижения в проекте

Критерии оценок буклета

Критерии оценок к Интернет-статье

Критерии

Содержание критерия

  • Структура статьи

Оценка группы

Оценка препода-вателя

1 балл

Итоговая оценка

 

1 балл

 

1 балл

  • Основные разделы

 

Статья должна содержать не менее трех разделов (1 балл + балл за дополнительные разделы)

 

2 балла

  • Используемые ресурсы

 

1 балл

 

Критерии оценок к Интернет-статье

Критерии

Содержание критерия

2. Наличие ссылок

Оценка группы

  • Внутренние ссылки
  • Внешние ссылки

Оценка препода-вателя

1 балл

3. Раскрытие темы

2 балла

 

Итоговая оценка

 

5 баллов

4. Участие членов группы при написании статьи

 

Каждый участник приносит 1 балл

5. Наличие изображений по теме разделов статьи

 

Статья должна содержать не менее трех изображений.

3 балла

 

Критерии оценок к Интернет-статье

Критерии

Содержание критерия

6. Отсутствие орфографических ошибок

Оценка группы

1 балл

7. Оформление

  • Цветной шрифт

Оценка препода-вателя

  • Начертание символов

 

2 балла

Итоговая оценка

 

1 балл

  • Выравнивание текста

 

 

ЛИСТ ПРОДВИЖЕНИЯ В ПРОЕКТЕ « Расчет электрических цепей постоянного тока»

п/п

ФИ студента

Тема задания

1.

Участие в мозговом штурме

2.

1

Составление плана работы

2

1

2

Поиск информации

1

2

Создание проектной презентации, статьи, буклета

1

2

Участие в конференции

1

ИТОГ

2

1

2

Примечания:

  • Самооценка.
  • Оценка группы.

За участие на каждом этапе проекта начисляются баллы (максимальное количество):

  • Участие в мозговом штурме – 5 б.
  • Составление плана работы – 10 б.
  • Поиск информации – 15 б.
  • Участие в создании продукта проектной деятельности -20 б.
  • Участие в конференции – 20 б.

Критерии оценки буклета или бюллетеня

Балл

Критерий

50

комментарии

Содержание

дополнительные баллы

По теме исследования изложено несколько точек зрения

Самооценка

Использованы достоверные источники

не менее 2-3

точки зрения проанализированы (10)

публикации специализированных журналов, учебные пособия…

Материал изложен ясно, структурирован, изложение доступно

используются графики, диаграммы, схемы, таблицы

Материал может быть доступен ученикам начальных классов

Есть гипотеза, которую выдвигает группа (10)

30

Есть элементы юмора, интересные примеры,

Публикация выполняет свою задачу -просветительскую

Публикация привлекает внимание, заинтересовывает

занимательные задачи, вопросы, рисунки

Грамотность

Нет грамматических и иных ошибок

Терминологическая ясность и грамотное использование словаря темы

20

Есть сноски поясняющие термины

Оформление

Библиография

Соответствует требованиям

Общий дизайн и иллюстрации помогают пониманию материала

Использованные иллюстрации авторские (10)

Более 85- «отлично»; от 65 до 80 «хорошо»; от 50 до 65 «удовлетворительно»

Если набрано более 100 баллов, то члены группы имеют возможность получить дополнительную оценку по итогам индивидуальной защиты.

Материалы по сопровождению и поддержке проектной деятельности

Памятка

по использованию ресурсов сети Интернет

Для доступа в Интернет студентам необходимо пройти процесс регистрации.

Регистрационные логин и пароль студенты получают у системного администратора через своего куратора или лаборанта (для этого необходимо иметь при себе студенческий билет и написать письменное заявление).

Перед работой в интерактивном комплексе необходимо ознакомиться с «Памяткой» и расписаться в журнале учета работы в Интернет, который хранится у заведующего кабинетом.

Пользователь (студент) обязан выполнять все требования администратора локальной сети (преподавателя, лаборанта).

В начале работы пользователь обязан зарегистрироваться в системе, т.е. ввести свой логин и пароль. После окончания работы необходимо завершить свой сеанс работы.

Работать под чужим логином Запрещается .

Пользователю разрешается переписывать полученную информацию на флэш-карты, которые, предварительно проверяются на наличие вирусов.

Запрещается работать с объемными ресурсами (video, audio, chat, игры) без согласования с системным администратором.

Пользователь обязан сохранять оборудование в целости и сохранности.

При нанесении любого ущерба (порча имущества, вывод оборудования из рабочего состояния) пользователь несет материальную ответственность. В случае нарушения правил работы пользователь лишается доступа в сеть. За административное нарушение, не влекущее за собой порчу имущества, вывод оборудования из рабочего состояния и не противоречащие принятым правилам работы пользователь получает первое предупреждение. При повторном административном нарушении — пользователь лишается доступа в Интернет без права восстановления.

При возникновении технических проблем пользователь обязан поставить в известность администратора локальной сети (лаборанта, преподавателя или заведующего кабинетом).

Другие документы

Тест «Соединение проводников»

1. Определите общее сопротивление электрической цепи (рис. 1), если R 1 =2 Ом, R 2 =R 3 =R 4 =3  Ом.

А. 11 Ом. 

Б. 3 Ом. 

В. 15/13 Ом. 

Г. 20/9 Ом.

Спасибо за внимание!

Онлайн-симулятор схем и редактор схем

Заинтересованы в участии в Circuit Solver? Получите источник здесь: репозиторий Github
32-битный установщик Windows. Установщик Circuit Solver, 32-разрядная версия
64-битный установщик Windows. Установщик Circuit Solver, 64-разрядная версия.
64-битный Microsoft Store. Circuit Solver Microsoft Store x64 Скачать


По мере приближения к старшему классу бакалавриата Б.В области электротехники я хотел создать что-то, чего большинство людей раньше не создавало, — симулятор схем! Речь шла об опыте, обучении и самом путешествии. Я собрал это приложение, чтобы упаковать свои знания в области электротехники, чтобы когда-нибудь помочь другому студенту легче справиться с учебными занятиями и, в свою очередь, научить его схемам. Circuit Solver далек от совершенства, и есть много вещей, которые можно оптимизировать. Однако он будет моделировать большинство линейных схем и приличное количество нелинейных схем меньшего масштаба.Если это приложение поможет вам в чем-то, я буду признателен, если вы расскажете о моих усилиях. Спасибо!

Думайте о Circuit Solver как о электронной плате, вы перетаскиваете свои электрические компоненты и размещаете их по одному. Вы подключаете несколько источников и размещаете несколько метров для считывания значений. Если вам нужно проанализировать форму сигнала, возьмите несколько электрических проводов и просмотрите их с помощью осциллографа. Существует множество инструментов SPICE для ПК, таких как Multisim, LTSpice и PSpice.Circuit Solver не сравнится с их чистой мощностью, но он оптимизирован для работы на мобильных устройствах, что делает его портативным и легко доступным для всех, кто нуждается в схемных решениях. Circuit Solver стремится проверить закон Ома, законы тока и напряжения Кирхгофа, создавая модели, которые являются одновременно стабильными и эффективными.


Моделирование постоянного тока: Для решения схем определяется матрица на основе всех компонентов внутри схемы.Приложение решает схему, используя манипуляции с матрицами, такие как LU-декомпозиция и инверсия матриц. Анализ постоянного тока завершается написанием серии узловых уравнений. Уравнения решаются одновременно, чтобы получить единственное решение.

Моделирование переходных процессов: При моделировании переходных процессов мы используем численное интегрирование для определения отклика цепей RLC. Численное интегрирование позволяет решать дискретные моменты времени и, по сути, интегрировать их реакцию.Это приложение поддерживает только обратный метод Эйлера.

Нелинейное моделирование: Нелинейный анализ используется для таких компонентов, как диоды и светодиоды. Решатель сначала угадывает приблизительное значение решения и уточняет его с помощью процесса Ньютона-Рафсона. Он использует линейное приближение для предсказания ответа через последовательные итерации.

Встроенный осциллограф: Визуализируйте формы сигналов с помощью встроенного осциллографа.Чтобы использовать эту функцию, просто привяжите к графику вольтметр или амперметр, нажав на них и нажав на глаз, чтобы увидеть волну.

Сохранение схемы / цепей: Сохраните схемы на своем устройстве, чтобы использовать их в любом месте и в любое время. Вы также можете делать снимки экрана построенных вами схем. Эти снимки экрана сохраняются локально на вашем устройстве.

Список компонентов:
+ Абсолютное значение
+ Переменный ток
+ Источник переменного тока
+ Модуль АЦП
+ Сумматор
+ Амперметр
+ И ворота
+ Конденсатор
+ Постоянный
+ Текущий контролируемый источник тока
+ Источник напряжения с регулируемым током
+ Модуль ЦАП
+ Постоянный ток
+ Источник постоянного тока
+ D Вьетнамки
+ Модуль дифференциатора
+ Диод
+ Разделитель
+ Предохранитель
+ Блок усиления
+ Больше, чем
+ Земля
+ Фильтр высоких частот
+ Индуктор
+ Модуль интегратора
+ Светоизлучающий диод
+ Таблица поиска
+ Фильтр низких частот
+ Множитель
+ NAND Gate
+ N-канальный полевой МОП-транзистор
+ Сеть
+ Ворота NOR
+ Примечание
+ НЕ Ворота
+ Биполярный переходной транзистор NPN
+ Ом метр
+ Операционный усилитель
+ ИЛИ Ворота
+ МОП-транзистор с каналом P
+ Модуль PID
+ Биполярный переходной транзистор PNP
+ Потенциометр
+ Широтно-импульсный модулятор
+ Железнодорожный
+ Реле
+ Резистор
+ Образец и удержание
+ Пила волна
+ Однополюсный двойной бросок
+ Однополюсный одиночный бросок
+ Прямоугольная волна
+ Вычитатель
+ Модуль ТПТЗ
+ Трансформатор
+ Треугольная волна
+ Конденсатор с регулируемым напряжением
+ Источник тока, управляемый напряжением
+ Индуктор с регулируемым напряжением
+ Резистор с регулируемым напряжением
+ Переключатель с управлением напряжением
+ Источник напряжения с регулируемым напряжением
+ Насыщение напряжения
+ Вольтметр
+ Ваттметр
+ Провод
+ XNOR ворота
+ XOR ворота
+ Стабилитрон

Решатель цепей

Введение

Circuit Solver использует простой подход перетаскивания для построения схем.Пользователь должен просто перетащить элементы из панели инструментов на экран. После того, как элементы помещены в сетку, вы можете связать их и редактировать их значения. После этого все, что нужно сделать, это запустить симуляцию.


Шаг изменения
Добавление элементов
Ваш браузер не поддерживает видео тег. Ваш браузер не поддерживает видео тег.
Вращающиеся элементы
Редактирование элементов
Ваш браузер не поддерживает видео тег. Ваш браузер не поддерживает видео тег.
Элементы проводки
Удаление элементов
Ваш браузер не поддерживает видео тег. Ваш браузер не поддерживает видео тег.
Сохранение схемы
Сохранение сеансов
Ваш браузер не поддерживает видео тег. Ваш браузер не поддерживает видео тег.

Основы


Строка меню

Для моделирования переменного тока или переходного процесса вы можете изменить временной шаг, коснувшись этого значка и установив новый временной шаг, который позволит лучше просматривать формы сигналов. Чтобы просмотреть формы сигналов для анализа переменного тока и переходных процессов, попробуйте определить период и постоянную времени соответственно. Можно установить временной шаг от 1 нс до 1 Гбит / с, чтобы просматривать форму волны медленно или быстрее.

Эта кнопка служит для быстрого перехода к примерам / документам. Просто нажмите эту кнопку, и вы попадете на страницу документа.

Эта кнопка изменяет отображение некоторых схематических символов как символов США или символов Международной электротехнической комиссии. Чтобы переключить эту кнопку, перейдите на главный экран и коснитесь этого значка.

Эта кнопка позволяет пользователю управлять степенью увеличения, применяемой к схеме.Доступны следующие параметры масштабирования: 50%, 75% и 100%.

Эта кнопка предназначена для закрытия текущего файла. Рекомендуется всегда повторно сохранять схему, если были внесены какие-либо изменения. Эта кнопка не сохраняет изменения. Если вы хотите вернуться, просто нажмите значок отмены.

Чтобы открыть строку меню, просто нажмите эту кнопку. Внутри строки меню вы найдете страницу компонентов, значок справки, значки отмены и повтора, а также другие значки.

На этапе проектирования схемы можно вращать элементы, чтобы лучше вписаться в границы макетов.Для этого просто коснитесь элемента, который хотите повернуть, и найдите этот значок в правой части экрана. Коснитесь его несколько раз, чтобы изменить ориентацию элементов.

Опции проводов позволяют проектировщику создавать схемы, управляя потоком проводов. Этот значок позволит пользователю перемещаться от точки к точке без каких-либо изгибов или кривых. Чтобы использовать этот значок, нажмите на элемент и найдите этот значок в правой части экрана. Этот значок можно использовать только в определенных ориентациях.

Этот значок позволяет пользователю перемещаться от точки к точке с поворотом, как показано на значке. Чтобы использовать этот значок, нажмите на элемент и найдите этот значок в правой части экрана. Этот значок можно использовать только в определенных ориентациях.

Этот значок позволяет пользователю перемещаться от точки к точке с поворотом, как показано на значке. Чтобы использовать этот значок, нажмите на элемент и найдите этот значок в правой части экрана. Этот значок можно использовать только в определенных ориентациях.

Этот значок позволяет пользователю перемещаться от точки к точке с поворотом, как показано на значке. Чтобы использовать этот значок, нажмите на элемент и найдите этот значок в правой части экрана. Этот значок можно использовать только в определенных ориентациях.

Этот значок позволяет пользователю перемещаться от точки к точке с поворотом, как показано на значке. Чтобы использовать этот значок, нажмите на элемент и найдите этот значок в правой части экрана. Этот значок можно использовать только в определенных ориентациях.

Этот значок предназначен для просмотра графиков на большом экране. Чтобы добавить счетчик, просто коснитесь его и найдите этот значок в дальнем правом углу экрана. После выбора значок станет голубым, указывая на то, что он выбран.

После завершения моделирования схемы пользователь может сохранить используемые компоненты и их соединения с другими компонентами, нажав эту кнопку и сохранив файл. Доступ к файлу можно получить на странице документов в меню запуска.В меню документа файл можно открыть, коснувшись значка файла.

После завершения моделирования схемы пользователь может сохранить схематическое изображение, нажав эту кнопку, присвоив изображению имя и сохранив его. Доступ к изображению можно получить через галерею изображений вашего телефона Android. Изображения могут быть сделаны во время моделирования, чтобы также зафиксировать выходные значения.

Это кнопка для запуска алгоритма решения. Как только пользователь нажимает этот значок, решающая программа выполнит вычисления для текущих компонентов на плате и того, как они связаны друг с другом.Во время этого процесса нельзя добавлять другие компоненты. Точно так же нельзя снимать какие-либо компоненты с электросети.

Часть процесса проектирования включает в себя устранение малоиспользуемых компонентов. Для этого просто коснитесь элемента и найдите этот значок в правой части экрана. Нажмите на значок, и все готово! Удаление элемента можно отменить с помощью кнопки отмены.

После того, как компонент зафиксирован в системе сетки, его свойства становятся доступными для редактирования. Чтобы изменить свойства, коснитесь элемента и найдите значок карандаша в правой части экрана.Коснитесь свойства в меню редактирования, введите новое значение свойства и нажмите «Ввод».

Для просмотра всех доступных компонентов перейдите по строке меню и коснитесь значка инструментов. Чтобы добавить компоненты, просто нажмите и перетащите их на доску. Меню предназначено для того, чтобы помочь пользователям быстро сбросить компоненты, и как только они будут готовы, они могут просто коснуться значка инструментов еще раз, чтобы обновить доску.

Чтобы вернуться к главному стартовому экрану, просто нажмите эту кнопку.Начальный экран дает пользователю доступ к сохраненным документам, информации о Circuit Solver, совместному использованию в социальных сетях и еще одной ссылке для инструкций пользователя. Всегда сохраняйте свою работу перед уходом, так как всегда рекомендуется сохранять ваши документы.

Такие элементы, как операционные усилители, могут вести себя по-разному при подаче напряжения на определенные клеммы. В этом случае операционные усилители обычно рисуются с положительной клеммой вверху или внизу. Чтобы использовать этот значок, нажмите на элемент и найдите этот значок в правой части экрана.

Такие элементы, как транзисторы, могут использоваться для изготовления дифференциальных усилителей, токовых зеркал или стоков. Этот значок помогает создавать такие схемы. Чтобы использовать этот значок, нажмите на элемент и найдите этот значок в правой части экрана.

Чтобы закрыть строку меню и получить доступ к кнопкам быстрого меню, просто нажмите эту кнопку. Это позволяет пользователю использовать больше экрана при создании схем.

Решатель цепей

Лицензионное соглашение конечного пользователя


Решатель цепей
Авторские права (c) Phasor Systems

*** ЛИЦЕНЗИОННОЕ СОГЛАШЕНИЕ КОНЕЧНОГО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ ***

ВАЖНО: ВНИМАТЕЛЬНО ПРОЧИТАЙТЕ ДАННУЮ ЛИЦЕНЗИЮ ПЕРЕД ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДАННОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ.

1. ЛИЦЕНЗИЯ

Получая, открывая пакет файлов и / или используя Circuit Solver («Программное обеспечение»), содержащий это программное обеспечение, вы соглашаетесь с тем, что настоящее Лицензионное соглашение с конечным пользователем (EULA) является юридически обязывающим и действующим контрактом, и соглашаетесь соблюдать его. Вы соглашаетесь соблюдать законы об интеллектуальной собственности и все условия настоящего Соглашения.

Если у вас нет другого лицензионного соглашения, подписанного Phasor Systems, использование вами Circuit Solver означает ваше согласие с данным лицензионным соглашением и гарантией.

В соответствии с условиями настоящего Соглашения Phasor Systems предоставляет вам ограниченную, неисключительную, непередаваемую лицензию без права сублицензии на использование Circuit Solver в соответствии с настоящим Соглашением и любым другим письменным соглашением с Phasor Systems. Phasor Systems не передает вам название «Решатель цепей»; предоставленная вам лицензия не является продажей. Это соглашение является юридически обязывающим соглашением между Phasor Systems и покупателями или пользователями Circuit Solver.

Если вы не согласны с этим соглашением, удалите Circuit Solver со своего компьютера и, если применимо, незамедлительно верните Phasor Systems по почте любые копии Circuit Solver и сопутствующей документации и упаковки, имеющиеся в вашем распоряжении.

2. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ

Circuit Solver и предоставленная здесь лицензия не могут быть скопированы, переданы, распространены, перепроданы, предложены для перепродажи, переданы или сублицензированы полностью или частично, за исключением того, что вы можете сделать одну копию только для архивных целей.За информацией о распространении Circuit Solver обращайтесь в Phasor Systems.

3. СОГЛАШЕНИЕ С ПОЛЬЗОВАТЕЛЕМ
3.1 Использование

Ваша лицензия на использование Circuit Solver ограничена количеством приобретенных вами лицензий. Вы не должны позволять другим использовать, копировать или оценивать копии Circuit Solver.

3.2 Ограничения на использование

Вы должны использовать Circuit Solver в соответствии со всеми применимыми законами, а не для каких-либо незаконных целей.Без ограничения вышеизложенного, использование, отображение или распространение Circuit Solver вместе с материалами, которые являются порнографическими, расистскими, вульгарными, непристойными, дискредитирующими, клеветническими, оскорбительными, пропагандирующими ненависть, дискриминацией или отображением предрассудков на основе религии, этнического происхождения, расы, сексуальной ориентации или возраст строго запрещен.

Каждую лицензионную копию Circuit Solver может использовать один пользователь на одном компьютере. Использование Circuit Solver означает, что вы загрузили, установили или запустили Circuit Solver на компьютере или аналогичном устройстве.Если вы устанавливаете Circuit Solver на многопользовательскую платформу, сервер или сеть, каждый отдельный пользователь Circuit Solver должен лицензироваться отдельно.

Вы можете сделать одну копию Circuit Solver для целей резервного копирования, при условии, что у вас установлена ​​только одна копия на одном компьютере, используемом одним человеком. Другие пользователи не могут использовать вашу копию Circuit Solver. Передача, сублицензия, создание сетей, продажа или распространение копий Circuit Solver строго запрещены без предварительного письменного согласия Phasor Systems.Нарушением данного соглашения является уступка, продажа, совместное использование, предоставление взаймы, аренды, аренды, заимствования, сети или передачи использования Circuit Solver. Если кто-либо, кроме вас, использует Circuit Solver, зарегистрированный на ваше имя, независимо от того, в одно и то же время или в разное время, то это соглашение нарушается, и вы несете ответственность за это нарушение!

3.3 Ограничение авторских прав

Это Программное обеспечение содержит материалы, защищенные авторским правом, коммерческую тайну и другие материалы, являющиеся собственностью.Вы не должны и не должны пытаться модифицировать, реконструировать, дизассемблировать или декомпилировать Circuit Solver. Вы также не можете создавать какие-либо производные или другие работы, основанные или производные от Circuit Solver полностью или частично.

Имя, логотип и графический файл Phasor Systems, представляющий Circuit Solver, не должны использоваться каким-либо образом для продвижения продуктов, разработанных с помощью Circuit Solver. Phasor Systems сохраняет за собой единоличное и исключительное право собственности на все права, права собственности и интересы в Circuit Solver и все права на интеллектуальную собственность. относящиеся к нему.

Закон об авторском праве и положения международных договоров об авторском праве защищают все части Circuit Solver, продукты и услуги. Никакая программа, код, часть, изображение, звуковой фрагмент или текст не могут быть скопированы или использованы пользователем каким-либо образом, за исключением случаев, предусмотренных в рамках однопользовательской программы. Все права, прямо не предоставленные настоящим Соглашением, сохраняются за Phasor Systems.

3.4 Ограничение ответственности

Вы будете освобождать от ответственности, обезопасить и защищать Phasor Systems, ее сотрудников, агентов и дистрибьюторов от любых претензий, судебных разбирательств, требований и затрат, возникающих в результате или каким-либо образом связанных с использованием вами Программного обеспечения Phasor Systems.

Ни при каких обстоятельствах (включая, помимо прочего, халатность) Phasor Systems, ее сотрудники, агенты или дистрибьюторы не несут ответственности за любые косвенные, случайные, косвенные, особые или штрафные убытки (включая, помимо прочего, убытки за потерю прибыли, потери возможности использования, прерывания бизнеса, потери информации или данных или материального ущерба), в связи с настоящим Соглашением, Circuit Solver или в связи с ним, или с использованием или невозможностью использования Circuit Solver, или с меблировкой, производительностью или использование любых других вопросов по настоящему Соглашению, будь то на основании контракта, деликта или любой другой теории, включая небрежность.

Вся ответственность Phasor Systems без исключения ограничивается возмещением покупателем покупной цены Программного обеспечения (максимальной является меньшая из суммы, уплаченной вами, и рекомендованной розничной цены, указанной Phasor Systems) в обмен на возврат продукт, все копии, регистрационные документы и руководства, а также все материалы, которые представляют собой передачу лицензии от клиента обратно компании Phasor Systems.

3.5 Гарантий

За исключением случаев, явно оговоренных в письменной форме, Phasor Systems не делает никаких заявлений и не дает никаких гарантий в отношении данного Программного обеспечения и прямо исключает все другие гарантии, явные или подразумеваемые, устные или письменные, включая, помимо прочего, любые подразумеваемые гарантии товарного качества или пригодности для конкретного программного обеспечения. цель.

3.6 Применимый закон

Настоящее Соглашение регулируется применимым в нем законодательством Соединенных Штатов Америки.Настоящим вы безоговорочно подтверждаете и подчиняетесь неисключительной юрисдикции судов Соединенных Штатов, исходя из этого. Если какое-либо положение считается незаконным, недействительным или иным образом не имеющим исковой силы, то это положение считается отделимым от настоящей Лицензии и не влияет на действительность и исковую силу любых других положений.

3.7 Прекращение действия

Любое несоблюдение условий настоящего Соглашения приведет к автоматическому и немедленному прекращению действия этой лицензии.После прекращения действия данной лицензии, предоставленной здесь по любой причине, вы соглашаетесь немедленно прекратить использование Circuit Solver и уничтожить все копии Circuit Solver, предоставленные в соответствии с настоящим Соглашением. Финансовые обязательства, взятые на себя, остаются в силе после истечения срока действия или прекращения действия этой лицензии.

4. ОТКАЗ ОТ ГАРАНТИЙ

ДАННОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И СООТВЕТСТВУЮЩИЕ ФАЙЛЫ ПРОДАЮТСЯ «КАК ЕСТЬ», БЕЗ ГАРАНТИЙ В ОТНОШЕНИИ РАБОТЫ ИЛИ КОММЕРЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ ИЛИ ЛЮБЫХ ДРУГИХ ГАРАНТИЙ, ЯВНЫХ ИЛИ ПОДРАЗУМЕВАЕМЫХ.ДАННЫЙ ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ КАСАЕТСЯ ВСЕХ ФАЙЛОВ, Сгенерированных и отредактированных Circuit Solver, ТАКЖЕ.

5. СОГЛАСИЕ НА ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДАННЫХ

Вы соглашаетесь с тем, что Phasor Systems может собирать и использовать информацию, собранную любым способом в рамках предоставляемых вам услуг по поддержке продукта, если таковые имеются, связанных с Circuit Solver.Phasor Systems также может использовать эту информацию для отправки вам уведомлений, которые могут быть полезны или интересны вам.

Решите электрические схемы с помощью Solve Elec | Обзор программного обеспечения

Solve Elec, как следует из названия, представляет собой программу, которая значительно упрощает работу с электрическими конструкциями.Solve Elec — ваш друг, который поможет вам исправить множество идей, возникающих у вас в голове, прямо от этапа схемы, анализа и до получения отчета. Читайте дальше, чтобы узнать, что Solve Elec может предложить, чтобы сделать проектирование проще и увлекательнее.

Универсальная рабочая станция

Часто удобно располагать различные элементы этапа проектирования на одном экране, рядом друг с другом. Особенно в сложных схемах, где каждый щелчок мыши приводит к различным сценариям, нужно переключаться между различными всплывающими окнами, чтобы выяснить, что и где происходит.

Рис. 1: Схема на Solve Elec

Рабочая станция Solve Elec предназначена для размещения основных необходимых вкладок, аккуратно расположенных в столбцы на одном экране. Будь то инструменты проектирования для создания, запуска и редактирования схемы, окно, показывающее его свойства, или настройки измерения, которые помогают вам контролировать вашу схему — у каждого есть свое собственное пространство, которое можно настроить. Легко увидеть, легко получить доступ!

Режимы, повторяющие текущее поведение

С самого начала необходимо выбрать режим работы.Это оказывается наиболее важным шагом, поскольку не все компоненты могут быть перенесены между режимами переменного тока (AC) и постоянного тока (DC), что в конце концов только кажется логичным.

В режиме постоянного тока вам доступны компоненты от переключателей до интегрированных усилителей, в то время как источники напряжения и интенсивности управляют постоянным значением в течение всей продолжительности моделирования.

В режиме переменного тока напряжения, силы и потенциалы представляют собой синусоидальные волны одинаковой частоты; волны представлены как комплексные значения в свойствах схемы.Методы комплексного анализа используются для поиска решения для схемы, которая может содержать только компоненты, работающие в линейном режиме, так что синусоида сохраняется.

Функции Solve Elec для эффективного анализа

График — одно из самых простых средств анализа взаимосвязей между данными, а графопостроитель в Solve Elec позволяет отображать количества, связанные с компонентами, определенными с помощью счетчиков или формул. Настраиваемый график просит вас определить параметр из числа связанных с компонентом величин, одновременно отображая значения счетчика или формулы по обеим осям.
Существуют также функции кривых, которые помогают рисовать значения кривой интенсивности и напряжения на графике. На построенном графике используются разные цвета для выделения различных состояний функционирования, таких как линейный, активный и режим насыщения для характеристик транзистора, каждый из которых описывается легендой графика. Вы можете отключить легенду, чтобы внести изменения в график.

Рис. 2: Эквивалент схемы, представленной на Рис. 1

Для любой схемы, состоящей из линейных компонентов, ее эквивалентную схему, если смотреть с любых двух точек, можно получить с помощью Solve Elec.От эквивалентного сопротивления набора резисторов до эквивалентной схемы Тевенина данные предоставляются вместе с соответствующими формулами. Для переменного напряжения и тока функция осциллографа может использоваться для просмотра сигналов, как на реальном приборе.

Что происходит при изменении частоты. Электрический анализ не будет полным без анализа частотной характеристики схемы. Solve Elec позволяет отслеживать этот отклик, используя передаточные функции и коэффициенты усиления, полученные для схем, работающих от источника переменного тока.Необходимое условие — схема должна содержать один источник входного напряжения и только один вольтметр, определяющий выходное напряжение.

Инструмент передаточной функции при запуске проверяет цепь, анализирует ее и отображает результаты на панели передаточной функции. Для схемы резистивно-конденсаторного (RC) фильтра панель содержит подробные сведения, такие как определения функции, значения различных задействованных параметров и, наконец, заканчивая частотой среза разработанного фильтра.Соответствующая частотная характеристика может быть линейной или логарифмической, а также могут отображаться фазовые отношения.

CircuitEngine

Моделирование схем и ресурсы

Решайте схемы мгновенно!

Добавьте этот сайт в закладки и поделитесь им:

Классы электроники и электрофизики по всему миру страдают от большого количества отказов. Изучение электрофизики является сложной задачей, потому что вводится много новых концепций, а схемы обладают прозрачностью, а это означает, что их свойства, такие как заряд, потенциал и ток, невидимы невооруженным глазом.CircuitEngine — это программа, которая упрощает процесс обучения, позволяя рисовать и анализировать любую схему с помощью семи типов измерителей и масштабируемых графиков с изменяемым размером. С CircuitEngine вам не придется задаваться вопросом, верны ли бесчисленные страницы расчетов, на которые вы тратите часы. Вы даже можете найти ошибки в своем учебнике. Кроме того, CircuitEngine.com предоставляет бесплатные учебные материалы, объясняющие концепции электрофизики. С CircuitEngine вы получите интуитивное понимание схем, необходимых для конкурентоспособности.Лучше всего то, что CircuitEngine бесплатен.

Прочтите о CircuitEngine ниже или щелкните одну из ссылок в меню слева.

Некоторые примеры возможностей CircuitEngine:

Расчет эквивалентного сопротивления с помощью омметров
Расчет эквивалентной емкости с помощью измерителей емкости
Расчет эквивалентной индуктивности с помощью измерителей индуктивности
Решение сложных задач по закону Кирхгофа с множеством контуров
Графическое отображение заряда и разряда конденсаторов (RC-цепи)
Графические индукторы зарядки Зарядка и разрядка конденсаторов через батареи (источники напряжения) или друг друга
Мгновенная зарядка и разрядка индукторов через источники тока или друг друга
Графики RLC-цепей (чрезмерно демпфированные, критически демпфированные, незатухающие)
Графики резонанса и биений в последовательных цепях переменного тока
График Резонанс и биения в параллельных цепях переменного тока
Создание фазовых плоскостей, которые сравнивают любые две величины в цепи

Расчет эквивалентного сопротивления с помощью омметров

Расчет эквивалентной емкости с помощью измерителей емкости

Расчет эквивалентной индуктивности с помощью измерителей индуктивности

Решение сложных задач, связанных с законом Кирхгофа с множеством контуров

График зарядки и разрядки конденсаторов (RC-цепи)

Зарядка:

Выгрузка:

График зарядки и разрядки индукторов (цепи RL)

Зарядка:

Выгрузка:

Мгновенная зарядка и разрядка конденсаторов через батареи (источники напряжения) или друг друга
Начните с двух незаряженных конденсаторов:

Зарядите каждый конденсатор до разного напряжения:

Отсоедините конденсаторы от аккумуляторов:

Подключите два конденсатора.Обратите внимание, что теперь на конденсаторах одинаковое напряжение и что на этом этапе через каждый конденсатор проходит одинаковое количество заряда:

Мгновенная зарядка и разрядка индукторов через источники тока или друг друга
Запуск с двумя незаряженными индукторами:

Подключите каждый индуктор к разному току:

Приостановите симуляцию. Отключите индукторы от источников тока. Соедините индукторы вместе. Снова запустите моделирование.Обратите внимание, что теперь через катушки индуктивности протекает одинаковый ток, и что на этом этапе у обеих катушек индуктивности было одинаковое изменение магнитного потока:

Графические схемы RLC (с избыточным демпфированием, недостаточным демпфированием, критическим демпфированием, без демпфирования)
Создайте эту последовательную цепь RLC и измените значения компонентов:

Недемпфированные (R 2

Критически демпфированные (R 2 = 4 * L / C) (R = 2Ω, L = 1H, C = 1F, E = 5V):

Незатухающий (LC Cirucit) (R = 0 Ом, L = 1H, C = 1F, E = 5V):

График резонанса и биений в последовательных цепях переменного тока
Создайте эту последовательную схему с источником переменного напряжения:

Резонанс (f = 1 / (2 * π) Гц, ω = 1рад / с):

Ударов (f = 0.8 / (2 * π) Гц, ω = 0,8рад / с):

График резонанса и биений в параллельных цепях переменного тока
Создайте эту параллельную цепь с источником переменного тока:

Резонанс (f = 1 / (2 * π) Гц, ω = 1рад / с):

Ударов (f = 0,8 / (2 * π) Гц, ω = 0,8рад / с):

Создание фазовых плоскостей, которые сравнивают любые две величины в цепи
Фазовая плоскость, полученная из схемы RLC с недостаточным демпфированием, приведенной выше:

Некоторые вещи, которые вы можете делать с CircuitEngine:

Рассчитайте эквивалентное сопротивление, емкость и индуктивность для сложных последовательных и параллельных комбинаций.

Решение для напряжений и токов в задачах закона Кирхгофа с несколькими петлями.

Зарядить конденсаторы и разрядить их через другие конденсаторы. Какие новые напряжения и заряды?

Зарядить индукторы и разрядить их через другие индукторы. Какие новые токи и магнитные потоки?

Анализируйте цепи RC, RL, LC и RLC. График напряжения, заряда, тока и магнитного потока. Графики можно масштабировать и изменять размер.

Компоненты, включенные в CircuitEngine: провода, батареи (источники напряжения), резисторы, конденсаторы, индукторы, переключатели, источники тока, амперметры (измерители тока), интеграторы тока (измерение заряда), вольтметры, интеграторы напряжения (измерение магнитного потока), напряжение переменного тока. Источники, источники переменного тока, омметры (измерители сопротивления), измерители емкости и измерители индуктивности

Простой интерфейс: щелкните, чтобы создать компонент.Перетащите, чтобы переместить компонент. Щелкните правой кнопкой мыши, чтобы установить его свойства.

Просмотреть учебное пособие по CircuitEngine

© 2009 Кевин Стуэв [email protected] Веб-шаблон Андреаса Виклунда.



Эта работа находится под лицензией Creative Commons Attribution 3.0 Unported License.

(PDF) Интернет-тренинг по анализу электрических цепей

IEEE TRANS. ON EDUCATION, VOL …., NO …., 2008 6

заявление о несогласных нейтрально согласен

заявка — — — 0 + + +

Я использовал его несколько раз 4 2 0 14 3

It полезный инструмент 1 1 4 15 2

Дружественный к пользователю 2 5 5 11 0

Красивый интерфейс 0 0 4 16 3

Прямая обратная связь полезна 0 4 6 10 3

Заменяет домашнее задание 2 10 5 4 2

Оно дополняет домашнее задание 0 3 2 13 5

ТАБЛИЦА I

ОЦЕНКА УЧАЩИХСЯ

Система

стало ясно, что находясь под ограничением

(наложенным системой) разработки

строго обоснованных и мотивированных рассуждений вызвали

негодования.Тем не менее, цель этой системы

как раз и состоит в том, чтобы стимулировать точные и ясные рассуждения о схемах. По мнению авторов,

это ощущение может быть связано с уклончивым и

развлекательным характером веб-серфинга. Ожидания пользователя

противоречат строгости и точности

, которые типичны для научных и технических рассуждений. Поскольку Интернет-курсы и системы электронного обучения

становятся все более и более обычным явлением, ожидается, что эти разногласия исчезнут.

VI. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В этой статье была представлена ​​новая веб-система для обучения

студентов в рамках обучения теории электрических схем

и электроники. Новизна

подхода состоит в том, что он основан на символических методах анализа

, которые необходимы в контексте дизайна

. Более того, система отслеживает и обучает

ученика на всех этапах его или его разумного пути, а не просто одобряет или не одобряет

конечный результат.

Основным преимуществом является то, что система приближает

к хорошо зарекомендовавшим себя методам предоставления практических

(домашних заданий), дополненных немедленной

индивидуальной обратной связью, предоставляемой частным репетитором.

Так как рассуждения ученика очень тщательно отслеживаются, систему

можно использовать для получения ценной информации

для преподавателя о возможных улучшениях в ее обучении или

его обучении.

Система введена в обычную учебную программу —

люм.Обсуждалась успеваемость студентов

, а также результаты анкетирования

пользователей. Оба указывают на то, что новый инструмент

может стать ценным дополнением к традиционным домашним заданиям

.

Подход, представленный здесь, может быть также применен к другим предметам, где можно найти аналогичные рассуждения

структур, основанных на схематических представлениях, и

алгебраических выражений. Другие приложения

, такие как аналитическая геометрия, могут быть опциями для дальнейшего развития

.В настоящее время разрабатываются подходящие инструменты

для облегчения введения новых заданий

и отслеживания успеваемости студентов.

СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

[1] Л. Хелсман, «Символьный анализ — инструмент для преподавания теории схем в бакалавриате», IEEE Transactions on Education, vol. 39,

нет. 2, pp. 243–250, May 1996.

[2] Д. О. Педерсон, «Исторический обзор моделирования схем», IEEE

Trans. по схемам и системам, т.31, вып. 1, pp. 103–111, Jan.

1984.

[3] Х. Пота, «Компьютерное обучение аналоговой электронике», IEEE

Transactions on Education, vol. 40, нет. 1, стр. 22–35, февраль

1997.

[4] Дж. Тенг, Дж. Фидлер и Ю. Сан, «Анализ символьных цепей с использованием математики

», Международный журнал электротехники

Education, т. 31, вып. 4, pp. 324–332, 1994.

[5] А. Лучетта, С. Манетти и А. Реатти, «Sapwin — символьный симулятор

в качестве поддержки в электротехническом образовании», IEEE

Transactions on Образование, т.44, на прилагаемом компакт-диске нет. 2,

May 2001.

[6] Б. П. Бутц, М. Дуарте и С. М. Миллер, «Интеллектуальная обучающая система

для анализа схем», IEEE Transactions on Education,

vol. 49, нет. 2, pp. 216–223, May 2006.

[7] L. Palma, RF Morisson, PN Enjeti, and JW Howze,

«Использование веб-материалов для обучения теории электрических цепей»,

IEEE Transactions по образованию, т. 48, вып. 4, pp. 729–734,

ноябрь 2005 г.

[8] К. Р. Смейлл, «Внедрение и оценка oasis: веб-инструмент обучения и оценки

для больших классов», IEEE

Transactions on Education, vol. 48, вып. 4, pp. 658–663, Nov.

2005.

Людо Вейтен Людо Вейтен родился в

Мортселе (Антверпен, Бельгия) в 1947 году. Он

получил Ir. Степень и докторская степень

Гентского университета (Бельгия) в области электротехники

Инженерное дело в 1970 и 1978 годах соответственно.

С 1970 по 1972 год он работал в лаборатории электроники

того же университета в качестве научного сотрудника

. С 1972 по 1975 год он был

преподавателем в Национальном университете Зага

ıre

(ныне Конго) в Лубумбаши в рамках государственного проекта технического сотрудничества

. С 1975 года он работает на инженерном факультете Гентского университета

(Бельгия), где он в настоящее время является профессором. Его преподавательская деятельность

и исследовательские интересы находятся в области электронных схем и систем

и электронного обучения.

Работа с моделированием цепей Бесплатно Часто не работает, попробуйте Altium Designer

Захария Петерсон

| & nbsp Создано: 15 января 2021 г.

Программное обеспечение

Electronic Design Automation (EDA) предоставляет инструменты, которые поддерживают проектирование и анализ электронных устройств, систем и печатных плат.В рамках этого широкого определения программного обеспечения EDA некоторые компании предлагают бесплатные программы проектирования печатных плат, в то время как другие сосредотачиваются на схематическом захвате, моделировании смешанных сигналов, проектировании схем очень крупномасштабной интеграции (СБИС) и настраиваемой проверке правил проектирования. В то время как многие программные приложения EDA подчеркивают несколько аспектов проектирования печатных плат, Altium Designer следует подходу единой среды проектирования, который охватывает весь процесс проектирования печатных плат.

АЛЬТИУМ-КОНСТРУКТОР

Лучшее программное обеспечение для анализа и моделирования.

Внимание Altium к деталям становится очевидным благодаря возможностям моделирования схем смешанных сигналов, анализа целостности сигналов и анализа целостности питания, имеющихся в Altium Designer. Основанный на расширенной версии управляемой событиями XSpice, Simulator обеспечивает поддержку моделей устройств PSpice ® и языка Digital SimCode . Имея эти возможности, вы и ваша команда дизайнеров можете протестировать идеи и проекты, прежде чем переходить к этапам прототипа и производства.Кроме того, моделирование схем позволяет проектным группам измерять производительность платы в виртуальной, а не физической рабочей среде.

Работая иначе, чем имитаторы схем, анализ целостности сигнала после компоновки Altium предлагает детальный взгляд на поведение маршрутизации схем. Анализатор PDN от Altium обеспечивает эффективность систем подачи постоянного тока при проектировании печатных плат. Анализ постоянного тока проверяет плоскости, дорожки и переходные отверстия, которые обеспечивают требования к потребляемой мощности для печатной платы.

Имитаторы смешанных сигналов анализируют схемы, которые включают аналоговые и цифровые устройства. Altium Designer позволяет запускать моделирование цепей прямо из схемы с помощью панели инструментов Mixed Sim. Перед запуском моделирования вы и ваша команда должны убедиться, что схема содержит компоненты, к которым прикреплены модели SIM, источники напряжения, заземление для моделирования и метки цепей, связанные с точками цепи, которые будут отображать формы сигналов.

При работе в Altium Designer вы можете найти компоненты для схемы, открыв вкладку «Библиотеки» и выполнив поиск по имени или номеру компонента.После обнаружения компонента вам также необходимо будет выбрать имитационную модель для компонента в Библиотеке моделей или на веб-сайте производителя.

Еще один шаг к построению симуляции — добавление источников напряжения. В Altium Designer есть папка моделирования библиотеки, содержащая диалоговые окна источников напряжения. Altium упрощает процесс определения значений напряжения, предоставляя опции на основе меню и автоматически создавая параметры. После того, как вы определили значения источника напряжения, Altium предоставляет дополнительные диалоговые окна для размещения источника питания в цепи.

Опции моделирования смешанных сигналов

Обеспечьте возможность подключения цепей и обеспечьте безопасность в своих проектах

Altium упрощает процесс подключения схем и добавления портов питания с помощью простой в использовании панели инструментов Wiring Tools. Для просмотра сигналов во время моделирования ваша команда должна разместить метки цепей в ключевых точках схемы. Заключительный этап составления проекта устанавливает проверку ошибок при составлении чертежей и нарушений правил электрооборудования. После входа в меню «Настройка анализа» вы и ваша группа разработчиков можете включить моделирование схемы, выбрав нужные параметры в меню.

В рамках общей настройки Altium Designer также предоставляет параметры моделирования, которые позволяют вашей группе определять тип собранных данных, объем моделирования и сигналы, которые будут автоматически отображаться при моделировании. В окне «Анализ формы волны» редактора SimData отображаются результаты каждого анализа. Если симуляция выдает предупреждения или ошибки во время генерации списка соединений SPICE, сообщения отображаются на панели Messages. Отсутствие ошибок в схеме позволяет переместить список соединений Spice в механизм моделирования Altium Designer.

Многие программные пакеты EDA не обладают возможностями, необходимыми для поддержки высокоскоростных многоуровневых проектов. Altium Designer основан на унифицированной среде проектирования с анализом целостности сигналов до и после компоновки. Имитатор целостности сигнала, который моделирует поведение и взаимодействие линий передачи цепи с помощью алгоритмов.

Запустив анализ целостности сигнала из исходных схем перед разводкой и маршрутизацией печатной платы, вы можете проверить несоответствие импедансов цепей.Поскольку функция проверки целостности сигнала является частью системы правил проектирования Altium Designer, вы можете использовать систему проверки правил проектирования для проверки нарушений целостности сигнала. В результате вы можете проверить отражение сигнала, перерегулирование, недорегулирование и перекрестные помехи. Altium Designer включает функцию отображения доступных вариантов завершения для решения проблем целостности сигнала.

Добейтесь успеха вместе с объединенными командами разработчиков

Ваша группа разработчиков может просматривать результаты анализа целостности сигнала на панели «Целостность сигнала».Когда «пройден» имеет значения в пределах, определенных тестами, на панели также отображаются цепи, которые прошли различные тесты целостности сигнала. Выделенные красным на дисплее панели неисправные цепи имеют по крайней мере одно значение, выходящее за рамки критериев, определенных тестами.

Любая плата должна быть тщательно проверена перед отправкой в ​​производство

Высокоскоростные многослойные цепи позволяют использовать системы постоянного тока на пределе возможностей. Чтобы гарантировать, что эти системы обеспечивают оптимальную производительность, необходимую для вашей конструкции печатной платы, Altium использует PDN Analyzer для проведения анализа постоянного тока в сети электропитания (PDN) и проверки целостности питания постоянного тока (PI-DC).Как часть анализатора PDN, инструмент моделирования целостности питания постоянного тока сравнивает характеристики печатной платы по постоянному току с электрическими и физическими свойствами. Например, анализ PI-DC проверяет формы силовых и заземляющих поверхностей для правильного определения размеров, а также изучает падения напряжения и плотности тока PDN.

Моделирование цепей должно поставляться с вашими инструментами проектирования

Доступный как загружаемое расширение для Altium Designer, PDN Analyzer работает как часть единой среды проектирования.В результате анализатор PDN работает в Altium Designer, начиная с редактора схем или редактора плат. Altium Designer предоставляет результаты посредством 2D / 3D моделирования медной разводки печатной платы. При таком подходе анализатор PDN визуально моделирует источник питания и автоматически извлекает всю физическую и электрическую информацию из конструкции печатной платы.

PDNA жизненно важна для выживания вашей платы

Унифицированная среда проектирования, предлагаемая через Altium Designer, позволяет вам и вашей команде управлять проектом печатной платы и тестировать его, не переходя от одного приложения EDA к другому.Altium Designer предоставляет исчерпывающий набор инструментов анализа, который охватывает характеристики схем, целостность сигналов и системы питания постоянного тока.

Моделирование смешанных сигналов, тип

Цель моделирования смешанных сигналов

Требования к моделированию

Анализ рабочих точек

Определяет смещение постоянного тока цепи

Должен запускаться перед анализом переходных процессов

Анализ переходных процессов

Формирует выходной сигнал, обычно отображаемый на осциллографе, и вычисляет напряжение, ток или мощность как функцию времени в течение заданного пользователем интервала

Анализ развертки постоянного тока

Выполняет серию анализов рабочих точек и генерирует выходные данные кривой

Требуется первоисточник

Анализ слабых сигналов переменного тока

Формирует выходной сигнал, который показывает частотную характеристику схемы

Анализ шума

Анализ малых сигналов, выполняемый на дискретных частотах с использованием источников шума, прикрепленных к элементам, генерирующим шум в цепи

Анализ полюса-нуля

Изучает поведение линейных сетей, не зависящих от времени

Анализ передаточной функции

Вычисляет передачу слабого сигнала постоянного тока между входом

Температурная развертка

Выполняет анализ постоянного тока или переходных процессов при изменении температуры контура

Параметр развертки

Значение устройства изменяется с шагом в указанном диапазоне.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

2022 © Все права защищены.