Разложение в ряд Фурье гармонического сигнала

1. Соберите схему, указанную на рис. 1
2. Двойным щелчком левой клавиши мыши откройте панель генератора функций.
3. Установите параметры генератора, так как указано на рис. 2: Frequency (частота) 1 Hz; Duty cycle (коэффициент заполнения) 50%; Amplitude (амплитуда) 10 V.

РИС.2

1. Двойным щелчком левой клавиши мыши откройте осциллограф. Установите параметры осциллографа: time base 0.50 s/div; channel A 20V/div; channel B 10 V/div.
2. Для получения спектральной характеристики гармонического сигнала необходимо подать команду: Analysis > Fourier,на рабочем столе открывается окно Fourier Analysis, в котором укажите параметр Fundamental frequency 1 Hz. Затем откроется окно Analysis Graphs. Спектральную характеристику гармонического сигнала занесите в отчет.
3. Запишите амплитудное значение напряжения U_m= В; и значение частоты f= Гц
4. Запишите уравнение u= U_msin wt

График выходного напряжения генератора	Спектральная характеристика

II.Разложение в ряд Фурье симметричного периодического напряжения прямоугольной формы

1. Установите параметры генератора функций: Frequency (частота) 1 kHz; Duty cycle (коэффициент заполнения) 50%; Amplitude (амплитуда) 10 V.

2. Двойным щелчком левой клавиши мыши откройте осциллограф. Установите параметры осциллографа: time base 0.50 ms/div; channel A 10V/div; channel B 10 V/div.

3. Для получения спектральной характеристики сигнала необходимо подать команду: Analysis > Fourier,на рабочем столе открывается окно Fourier Analysis, в котором укажите параметр Fundamental frequency 1 kHz. Затем откроется окно Analysis Graphs. Спектральную характеристику гармонического сигнала занесите в отчет.

4. Спектральная характеристика состоит из набора нечетных гармоник, запишите амплитуду и частоту каждой гармоники

Первая гармоника	Третья гармоника	Пятая гармоника
Um1=   f1=1000Гц	Um3=   f3=3000Гц	Um5=   f5=5000 Гц

5. Запишите ряд Фурье:

График выходного напряжения генератора	Спектральная характеристика

II. Разложение в ряд Фурье треугольного импульса напряжения.

6. Установите параметры генератора функций: Frequency (частота) 1 kHz; Duty cycle (коэффициент заполнения) 50%; Amplitude (амплитуда) 10 V.

7. Двойным щелчком правой клавиши мыши откройте осциллограф. Установите параметры осциллографа: time base 0.50 ms/div; channel A 10V/div; channel B 10 V/div.

8. Используя команду Analysis > Fourierполучим спектральную характеристику треугольного импульса. Спектральную характеристику гармонического сигнала занесите в отчет.

9. Спектральная характеристика состоит из набора нечетных гармоник, запишите амплитуду и частоту каждой гармоники

Первая гармоника	Третья гармоника	Пятая гармоника
;   Um1=   f1= 1000Гц	;   Um3=   f3=3000Гц	Um5=   f5=5000 Гц

10. Запишите ряд Фурье:

График выходного напряжения генератора	Спектральная характеристика

11. Для каждого сигнала рассчитайте действующее значение напряжения.

Гармонический сигнал	Прямоугольный сигнал	Треугольный сигнал
U=	U=	U=

Сделайте вывод и ответьте на вопросы:

· Назовите причины возникновения несинусоидальных сигналов.

_______________

· Как изменяется амплитуда сигнала в зависимости от номера гармоники?

_______________

· К цепи с последовательным соединением R, L, C приложено несинусоидальное напряжение. Для первой гармоники X_L<X_C, как меняется характер нагрузки с увеличением номера гармоники и почему?

_______________

Лабораторная работа 14

Тема: Исследование переходных процессов в электрических цепях

Цель: Моделировать коммутации на замыкание ключа, на размыкание.

Схема цепи:

СХЕМА 1

Порядок выполнения работы:

1. Соберите схему 1.

2. Установите параметры ЭДС, резисторов, катушки, такие как указано на схеме.

3. Для моделирования коммутации на замыкание установите параметры ключа, согласно рисунку 2

Двойным щелчком правой клавиши мыши откройте диалоговое окно, установите значение: TON 1s; TOFF 1m s

4. Для получения графика переходного процесса выполните команду Analysis > Display Graphs,на рабочем столе открывается оцифрованный график переходного процесса.

5. Начертите график переходного процесса в масштабе.

СХЕМА 2

1. Соберите схему 2

7. Установите параметры ЭДС, резисторов, катушки, такие как указано на схеме.

Для моделирования коммутации на размыкание установите параметры ключа (аналогично пункту3). Двойным щелчком правой клавиши мыши откройте диалоговое окно, установите значение: TON 0.5ms; TOFF 10 s

9. Начертите график переходного процесса в масштабе.

10. Сделайте вывод и ответьте на вопросы:

· Сформулируйте первый закон коммутации

_____________________________

· Сформулируйте второй закон коммутации

______________________________

· Напишите формулы и рассчитайте постоянную времени для схемы 1 и для

Цели и задачи учебной дисциплины – требования к результатам освоения учебной дисциплины:

В результате освоения дисциплины обучающийся должен

уметь:

- подбирать устройства электронной техники, электрические приборы и оборудование с определенными параметрами и характеристиками;

- правильно эксплуатировать электрооборудование и механизмы передачи движения технологических машин и аппаратов;

- рассчитывать параметры электрических и магнитных цепей;

- снимать показания и пользоваться электроизмерительными приборами и приспособлениями;

- собирать электрические схемы;

- читать принципиальные, электрические и монтажные схемы;

знать:

- классификацию электронных приборов, их устройство и область применения;

- методы расчета и измерения основных параметров электрических и магнитных цепей;

- основные законы электротехники;

- основные правила эксплуатации электрооборудования и методы измерения электрических величин;

- основы теории электрических машин, принцип работы типовых электрических устройств;

- основы физических процессов в проводниках, полупроводниках и диэлектриках;

- параметры электрических схем и единицы их измерения;

- принципы выбора электрических и электронных устройств и приборов;

- принципы действия, устройство, основные характеристики электротехнических и электронных устройств и приборов;

- свойства проводников, полупроводников, электроизоляционных, магнитных материалов;

- способы получения, передачи и использования электрической энергии;

- характеристики и параметры электрических и магнитных полей;

в результате освоения учебной дисциплины происходит поэтапное формирование элементов общих и профессиональных компетенций:

ОК 1 Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес

ОК 2 Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество

ОК 3 Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность

ОК 4 Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития

ОК 5 Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности

ОК 6 Работать в коллективе и в команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями

ОК 7 Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат выполнения заданий

ОК 8 Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации

ОК 9 Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности

ПК 1.1 Читать и составлять электрические схемы электрических подстанций и сетей;

ПК 1.2 Выполнять основные виды работ по обслуживанию трансформаторов и преобразователей электрической энергии;

ПК 1.3 Выполнять основные виды работ по обслуживанию оборудования распределительных устройств электроустановок, систем релейных защит и автоматизированных систем;

ПК 1.4 Выполнять основные виды работ по обслуживанию воздушных и кабельных линий электроснабжения;

ПК 1.5 Разрабатывать и оформлять технологическую и отчетную документацию.

ПК 2.1 Планировать и организовывать работу по ремонту оборудования;

ПК 2.2 Находить и устранять повреждения оборудования;

ПК 2.3 Выполнять работы по ремонту устройств электроснабжения;

ПК 2.4 Оценивать затраты на выполнение работ по ремонту устройств электроснабжения;

ПК 2.5 Выполнять проверку и анализ устройств и приборов, используемых при ремонте и наладке оборудования;

ПК 2.6 Производить настройку, регулировку устройств и приборов, используемых для ремонта оборудования электрических установок и сетей;

ПК 3.1. Обеспечивать безопасное производство плановых и аварийных работ в электрических установках и сетях;

ПК 3.2. Оформлять документацию по охране труда и электробезопасности при эксплуатации и ремонте электрических установок и сетей;