Мета: освоїти інтерфейс Electronics Workbench, набути навичок монтажу електричних кіл в його середовищі, ознайомитись з вимірювальними приладами, що входять до його складу та їх особливостями, засвоїти основні вимірювальні операції.
Порядок виконання роботи
1.1. Запустіть Electronics Workbench за допомогою ярлика.
1.2. Ознайомтесь із наведеним описом Electronics Workbench, відслідковуючи зазначені елементи у вікні програми. Особливу увагу необхідно приділити елементам палітр джерел, базових елементів, напівпровідникових діодів і тріодів, індикаторів та вимірювальних інструментів. Після ознайомлення всі прилади мають бути встановлені на свої місця за межами робочої області.
1.3. Підготуйте новий файл для роботи. Для цього необхідно виконати наступні операції з меню: File → New і File → Save as. При виконанні операції Save as необхідно буде вказати ім’я файлу («Лаб. роб. 1, схема рис < номер рисунку >, < прізвище >») і папки, у якому буде зберігатися схема. В подальшому зберігайте в окремому файлі схему кожного досліду.
1.4. Завдання 1: Дослідити вплив параметрів вимірювальних приладів на результати вимірювань опору резисторів, струму і напруги.
1.4.1. Складіть запропоновану схему (рис. 1.1).
1.4.2. Двічі швидко натисніть на зображенні мультиметра, щоб отримати його деталізоване зображення:
1.4.3. Визначіть і відзначте в протоколі призначення кожної кнопки на лицевій панелі приладу.
1.4.4. Натиснувши кнопку «Setting», визначіть і зафіксуйте внутрішні опори мультиметра в режимі вимірювання струму і напруги, вимірювальний струм у режимі омметра.
1.4.5. За допомогою мультиметра виміряйте значення опору резистора R. За показниками вольтметра і амперметра через закон Ома розрахуйте опір резистора R. Порівняйте і зафіксуйте в протоколі отримані результати.
1.4.6. Активізуйте резистор (натиснувши ліву кнопку «миші» на ньому, а потім швидко натисніть ще два рази) і змініть значення опору. Повторити п.п. 1.4.4 – 1.4.5.
1.4.7. Порівняйте результати вимірювань з номінальними значеннями опору. Збережіть дослід, згідно п. 1.3.
1.4.8. Складіть схему, наведену на рис. 1.2.
1.4.9. Виберіть необхідний режим роботи мультиметра з метою вимірювання постійного струму.
1.4.10. Ввімкнувши схему, перевірте роботу мультиметра в режимі амперметра. Для цього порівняйте показники мультиметра (І1) із розрахунковим значенням І = U / R2, де U – показник вольтметра.
1.4.11. Змініть внутрішній опір мультиметра (Ammeter resistance (R)) на R = 10 Ом і повторіть п. 1.4.10, позначивши показання мультиметра як І2. Оцініть вплив величини внутрішнього опору мультиметра в режимі амперметра за формулою:
.
Зробіть висновок щодо впливу значення величини внутрішнього опору мультиметра в режимі амперметра на струм в електричному колі. Збережіть дослід, згідно п. 1.3.
1.4.12. Замініть у схемі (рис. 1.2) джерело постійної напруги на джерело змінної напруги (U = 10 V; F = 50 Hz). Змініть режим роботи мультиметра (відповідна кнопка на лицевій панелі) і вольтметра (параметр Mode – змінити із DC на AC) та повторіть п.п. 1.4.10, 1.4.11 щодо вимірювання величини змінного струму. Збережіть дослід, згідно п. 1.3.
1.4.13. Складіть схему, наведену на рис. 1.3.
1.4.14. Виберіть необхідний режим роботи мультиметра з метою вимірювання постійної напруги.
1.4.15. Перевірте показники мультиметра (U1) із розрахунковим значенням U = I·R1, де І – показник амперметра.
1.4.16. Встановіть внутрішній опір мультиметра у режимі вольтметра (Voltmeter resistance (R)) на R = 100 кОм і повторіть п. 1.4.15, позначивши показання мультиметра як U2. Оцініть вплив величини внутрішнього опору мультиметра в режимі вольтметра за формулою:
.
Зробіть висновок щодо впливу значення величини внутрішнього опору мультиметра в режимі вольтметра на точність вимірювання. Збережіть дослід, згідно п. 1.3.
1.4.17. Поверніть мультиметр на палітру і очистіть робочу область.
1.5. Завдання 2: Дослідити роботу генератора та осцилографа.
1.5.1. Складіть схему, наведену на рис. 1.4.
1.5.2. Відкрийте лицеву панель генератора і вивчіть призначення кожного елемента управління. Встановіть режим синусоїдального сигналу (U = 10 V; F = 1 Hz; Offset = 0; Duty cycle (скважність) = 50).
1.5.3. Відкрийте лицеву панель осцилографа, вивчіть призначення кожного елемента управління. Встановіть режим відкритого входу А «DC», калібр (масштаб) вертикальної розгортки 5 V/Div (5 Вольт на вертикальну поділку сітки екрану осцилографа); калібр горизонтальної розгортки 0.5 ms/div (0,5 мілісекунд на горизонтальну поділку екрану осцилографа); режим роботи «Y/T»; початкову позицію осі розгортки X-position встановити в положення «0». Режим синхронізації «Ext». Зарисуйте у відповідному масштабі осцилограму вхідного сигналу осцилографа.
1.5.4. Використовуючи встановлену калібровку, визначіть амплітуду Um та період вхідного сигналу [1] Т, тобто його частоту F = 1/T. Отримані значення Um та F порівняйте із встановленими на панелі управління генератора. Зробіть відповідні висновки. Яке значення (амплітудне або діюче) встановлюється на панелі генератора. Для визначення цього включити паралельно виходу генератора вольтметр [2].
1.5.5. Встановіть на генераторі U = 1 V; F = 1 kHz. Змінюючи відповідні калібри, встановіть стабільне зображення синусоїди на екрані осцилографа. Повторіть п. 1.5.4.
1.5.6. Встановіть на генераторі U = 10 V; F = 1 kHz, «Offset» у положення «5», а потім у «10». Зарисуйте отримані осцилограми і визначіть призначення опції «Offset».
1.5.7. На осцилографі змініть режим входу А на «АС». Усвідомити різницю між режимами «DC» і «AC». Зарисувати осцилограми напруг при режимах «DC» і «AC».
1.5.8. Встановити режим прямокутного сигналу на лицевій панелі генератора. Змінюючи значення «Duty cycle» (20; 50; 80) зарисувати у відповідному однаковому масштабі отримані осцилограми цих сигналів при режимах осцилографа «AC» і «DC». Зробіть відповідні висновки щодо впливу «Duty cycle» на форму генерованого сигналу. Змініть положення кнопки «Trigger Edge» з « » на « ». Усвідомити призначення цих кнопок.
1.5.9. Повторіть п. 1.5.8 для трикутного вихідного сигналу. Для кожної з отриманих осцилограм визначіть тривалість лінійно зростаючого фронту вхідного сигналу tфр. Порівняйте її із тривалістю періоду Т. Визначіть відношення:
;
і порівняйте його з показником опції «Duty cycle». Зробіть відповідні висновки щодо призначення цієї опції.
1.5.10. Залишіть клему «0» генератора (рис. 1.4) зв’язаною із «землею», а клему «Ground» осцилографа з’єднати із клемою «–» генератора. Встановіть «Offset» рівним «0» та за допомогою осцилографу в режимі «DC» виміряйте рівень сигналу між максимальним і мінімальним значеннями сигналу генератора. Зарисуйте осцилограму цього сигналу і порівняйте її попередньою, отриманою у п. 1.5.3. Зробіть висновки з цього порівняння.
1.4.1. Складіть запропоновану схему (рис. 1.1).
1.4.9. Виберіть необхідний режим роботи мультиметра з метою вимірювання постійного струму.
.
1.4.12. Замініть у схемі (рис. 1.2) джерело постійної напруги на джерело змінної напруги (U = 10 V; F = 50 Hz). Змініть режим роботи мультиметра (відповідна кнопка на лицевій панелі) і вольтметра (параметр Mode – змінити із DC на AC) та повторіть п.п. 1.4.10, 1.4.11 щодо вимірювання величини змінного струму. Збережіть дослід, згідно п. 1.3.
.
1.5.2. Відкрийте лицеву панель генератора і вивчіть призначення кожного елемента управління. Встановіть режим синусоїдального сигналу (U = 10 V; F = 1 Hz; Offset = 0; Duty cycle (скважність) = 50).
» на « 
». Усвідомити призначення цих кнопок.
;