English
!

Архив публикаций

Тезисы

XXIII-ая конференция

Исследование компьютерных моделей электрических цепей

Кощеева Е.С., Минина Е.Е.

Уральский государственный педагогический университет, Россия, 620017, Екатеринбург, пр. Космонавтов, д. 26, 8(343)3715066, elm200@mail.ru

1  стр. (принято к публикации)

Разработана система виртуальных моделей для исследования работы цепей переменного тока в различных ситуациях, включая экстремальные. Модели реализованы в графической среде моделирования LabVIEW на основе символического метода расчета цепей переменного тока с построением векторных диаграмм.

Одна из моделей представляет векторную диаграмму фазных напряжений на генераторе и нагрузке трехфазной системы, которая выстраивается при введении данных в комплексной алгебраической форме.

Графическая среда визуализирует результаты исследования аварийной ситуации в трехфазной системе (обрыв «нулевого» провода при соединении потребителей по схеме «звезда с нулевым проводом») на основе графического моделирования метода «двух узлов»; отображает векторы фазных напряжений (Ua, Ub, Uc) при изменении потенциала «нулевой» точки (ввод величины напряжения между двумя узлами UnN).

Блочная диаграмма графической модели, позволяет произвести преобразование комплексного числа из алгебраической формы в показательную для определения действующего значения изменившихся фазных напряжений на нагрузке системы при потенциале «нулевой» точки нагрузки отличном от нулевого значения.

Для исследования разветвленных электрических цепей переменного тока создана модель с использованием виртуальных приборов среды, описанная в блоке формул, результат моделирования представляется на виртуальном осциллографе, по предварительно заполненным величинам элементов контура и источника напряжения (напряжение источника, активные сопротивления, индуктивность катушки, емкость конденсатора).

Визуализация исследуемого явления демонстрирует минимальное значение общего тока в цепи I и равенство токов в параллельных ветвях I1 и I2. При изменении величин активных сопротивлений R1 и R2, можно наблюдать несоответствие с признаками резонанса тока в электрической цепи: минимальное значение общего тока в цепи и равенство токов в параллельных ветвях не соответствуют одной частоте, то есть резонансная и собственная циклические частоты разветвленной цепи не равны. При дальнейшем увеличении сопротивлений R1 и R2 общий ток I может принимать максимальное значение, как в последовательном колебательном контуре.

Компьютерные модели решения физических задач предполагают визуализацию и анимацию. Использование разработанных моделей в непрерывном образовании актуализирует переход на концепцию пожизненно продолжающегося образования.

Решение задач исследовательского характера позволяет углублять знания учащегося в области физики, математики, стимулировать их самостоятельную работу, формировать умение сопоставления результатов практической деятельности с теоретическими знаниями.



© 2004 Дизайн Лицея Информационных технологий №1533