Составление простейших электрических схем переменного тока.

Рассмотрим эту процедуру на примере:

Дана разветвленная схема переменного тока, состоящая из резисторов R1= 0,5 Ом, R2=R3= 3 Ома, конденсатора С2= 796 мкФ и индуктивности L3= 12,7 мГн, которая питается от источника переменного напряжения 220 В и частотой 50 Гц.

Задание: Построить и рассчитать схему. Проверить на модели все токи, напряжения и мощность.

 

3.2.1. I шаг-моделирование источника переменного напряжения 220 В и частотой 50 Гц.

 

В строке основных групп компонентов отыскиваем группу Sources

 

 

и нажимаем на кнопку .

Открывается строка компонентов этой группы,

 

в ней находим кнопку и удерживая ее мышкой переносим на экран.

 

На экране появляется 1-ый компонент схемы,

 

который не требует редактирования.

 

3.2.2. II шаг-моделирование трех резисторов 0,5 Ом, 3,0 Ом и 3,0 Ом, конденсатора

796 мкФ и индуктивности 12,7 мГн.

В строке основных групп компонентов отыскиваем группу Basic

 

 

и нажимаем на кнопку .

 

Открывается строка компонентов этой группы,

 

 

в ней находим кнопки , и , удерживая мышкой кнопки переносим на экран резисторы, емкость и индуктивность по очереди.

 

На экране появляются остальные компоненты схемы,

 

которые редактируем с помощью диалогового окна.

 

Изменяем сопротивления всех трех резисторов, емкость конденсатора и индуктивность катушки, обозначаем и поворачиваем изображения элементов.

В результате на экране получаем источник переменного напряжения, три резистора, конденсатор и индуктивность, подготовленные для соединения в схему

 

3.2.3. III шаг-соединение компонентов в схему.

Расчетную разветвленную схему получаем, соединяя все компоненты.

 

3.2.4. IV шаг-расчет токов, напряжений и мощности в схеме.

Для расчета воспользуемся методом эквивалентного сопротивления в комплексном виде. Сначала рассчитаем реактивные сопротивления

 

и .

 

Затем комплексные сопротивления ветвей

 

Далее сопротивление двух параллельных ветвей и эквивалентное сопротивление цепи:

 

И, наконец, рассчитываем токи, напряжения и мощность:

 

А, В,

В,

А,

А.

 

Определяем активную мощность цепи согласно известной формуле

Вт.

3.2.5 Vшаг-моделирование вольтметра, трех амперметров и ваттметра и их соединение в схему.

В строке основных групп компонентов отыскиваем группу Indicators

 

 

и нажимаем кнопку .

Открывается строка компонентов этой группы,

 

 

 

и в ней с помощью кнопок и вызываем на экран вольтметры и амперметры.

На экране получаем один вольтметр и три амперметра

 

.

 

Редактируем типы измерительных приборов, их обозначения и расположение на схеме аналогично предыдущим компонентам с помощью диалоговых окон.

Так как ни в одной группе компонентов нет ваттметра, модель этого прибора (wattmetr) находим в наборе субсхем,

 

 

при этом сам прибор выполнен по специальной схеме, а индикатором является вольтметр.

Увеличивая размеры расчетной схемы так, чтобы измерительные приборы поместились в ней, получаем схему для моделирования.

 

 

 

В этой схеме возможно применение графопостроителя (Bode Plotter)для измерения фазового сдвига и осциллографа (Oscilloscope) для получения формы кривой напряжения

3.2.6. VI шаг-включение схемы для моделирования и получение результатов.

Нажав в правом верхнем углу клавишу , получаем показания приборов.

При этом Bode Plotterпоказывает фазовый сдвиг j = 53,46° между напряжением U₂₃ и током I₂,

 

 

а осциллограф показывает форму кривой напряжения на индуктивности.