Изучение фазового перехода испарение

Министерство образования и науки Российской Федерации

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (НИ ТГУ)
Радиофизический факультет
Кафедра Радиоэлектронные системы и комплексы

Предмет «Радиоэлектроника»

Лабораторная работа №2
«Закон Кирхгофа»
Вариант 13
по основной образовательной программе подготовки бакалавров
направление подготовки 11.05.01 – Радиоэлектронные
системы и комплексы

Митрофанов Сергей Васильевич

Автор работы
студент группы № 071909
Митрофанов Сергей Васильевич
подпись____________

Томск – 2020

Цели работы:
1. Знакомство с основными возможностями программам схемотехнического моделирования электронных схем Micro-Cap.
2. Получение навыков работы с комплектом виртуальных приборов NI Elvis II+.
3. Проведение модельных и натурных экспериментов для проверки закона Кирхгофа.


Задачи:
- Ознакомиться с основными возможностями программы схемотехнического моделирования электронных схем Micro-Cap, моделями основных компонентов и источников сигналов, графическим вводом схем и основными видами их анализа (анализ цепей по постоянному току, временной, частотный, спектральный и многовариантный анализы) и с наиболее употребительными режимами обработки графиков (изменение параметров линий, масштабирование, нанесение текстовых надписей).
- Ознакомиться с основными возможностями программы схемотехнического моделирования Multisim.
- Ознакомиться комплектом виртуальных приборов NI Elvis II+ и получить навыки работы с основными приборами комплекта.
Ход работы

Первый закон Кирхгофа Первый закон Кирхгофа формулируется для узлов электрической цепи. Он отражает определенное физическое свойство: электрические заряды в узлах цепи не могут накапливаться. Формулировка первого закона Кирхгофа: Сумма токов в ветвях, сходящихся в одном узле, равна нулю .

Для проверки этого закона в модельном эксперименте была выбрана программа Micro-Cap.



Рис. 1 - Модель схемы в программе Micro-Cap
Второй закон Кирхгофа Второй закон Кирхгофа формулируется для контуров электрической цепи. Он базируется на предположении о пренебрежимо малом значении производной по времени магнитного потока, пронизывающего контур (следствие квазистационарного приближения). Формулировка второго закона Кирхгофа: В любом замкнутом контуре сумма напряжений на всех ветвях равна нулю .



Рис. 2 - Модель схемы в программе Micro-Cap

Второй эксперимент доказывает выполнение первого закона Кирхгофа: сумма значений токов, входящих в узел равна сумме значений токов, выходящих из узла

Программа Tinkercad где, пользуясь методическими указаниями была создана схема из резисторов (1кОм, 10кОм и 100Ом), источника тока и двух мультиметров.
https://www.tinkercad.com/things/3Tkpk0HsHEr

Рис. 3 - Макет схемы в программе Tinkercad

Рис. 4 - Макет схемы в программе Tinkercad

1. Мы видим, что ЭДС цепи = 5В, напряжение на 2 резисторе равно 4,55 В. Напряжение на 1 резисторе, которое равно 455 мВ. Сумма напряжений = 5В и равна ЭДС.

2. Здесь, ЭДС цепи также равна 5 В, напряжение на 2 и 3 резисторах = 450 мВ, а напряжение на 1 резисторе 4,55 В. Второй закон Кирхгофа выполняется вне зависимости от кол-ва резисторов, разветвлений и нагрузок.

Натурный эксперимент (виртуальное подключение к приборам NI Elvis II+.

Рис. 5 - Эксперимент на платформе NI Elvis II+



Падение напряжения на двух резисторах (канал CH1 осциллографа): 2,982 В
Падение напряжения на резисторе R1 (мультиметр): 0,9837 В
Падение напряжения на резисторе R2 (канал CH2 осциллографа): 2,02 В


Заключение: Ознакомился с основными возможностями программы схемотехнического моделирования электронных схем Micro-Cap-11, моделями основных компонентов и источников сигналов, графическим вводом схем и основными видами их анализа (анализ цепей по постоянному току, временной, частотный, спектральный и многовариантный анализы) и с наиболее употребительными режимами обработки графиков (изменение параметров линий, масштабирование, нанесение текстовых надписей). Ознакомился с основными возможностями программы схемотехнического моделирования Tinkercad. Провёл модельные эксперименты для проверки законов Кирхгофа, натурный эксперимент (виртуальное подключение к приборам NI Elvis II+.