Моделирование электрических цепей
Введение в моделирование электрических цепей
Электрические блоки в Engee
Модели электрических цепей в Engee строятся с помощью блоков, расположенных в библиотеке Физическое моделирование, на палитре Фундаментальные -> Электричество. Более «продвинутые» (сложные) блоки находятся в библиотеке Физическое моделирование, на палитре Электричество. Некоторые блоки встречаются дважды: как на палитре Фундаментальные, так и на «продвинутой» палитре Электричество. Отличие между блоками на этих палитрах состоит в том, что во втором случае блоки имеют большее число настроек. Каждый блок представляет собой реализацию какого-либо компонента электрической схемы.
На рисунке ниже приведены блоки, расположенные на палитре Фундаментальные -> Электричество.
Для сравнения рассмотрим три блока, моделирующие источник напряжения: Источник постоянного напряжения, Источник переменного напряжения и Источник напряжения (из «продвинутой» палитры):
Окна настроек этих блоков выглядят следующим образом:
Все три блока позволяют задать либо постоянное значение напряжения, либо (в случае переменного напряжения) – значение амплитуды. «Продвинутый» блок Источник напряжения также имеет ряд дополнительных параметров для настройки шумовой компоненты напряжения. В данном курсе мы будем использовать более простые блоки Источник постоянного напряжения и Источник переменного напряжения.
Пример: Модель фильтра нижних частот
Электрическая схема, приведенная на рисунке, представляет собой один из вариантов фильтра нижних частот. Входное напряжение представляет собой сумму двух синусоидальных колебаний – низкочастотного (с частотой 120 Гц) и высокочастотного (с частотой 500 Гц), формируемых двумя блоками Источник переменного напряжения, а выходное напряжение на нагрузочном резисторе содержит только низкочастотную составляющую.
В этом курсе вы научитесь пошагово создавать схемы, подобные этой. В первом разделе вы изучите приведенный готовый пример.
✏️Задание 1
-
Откройте модель
Модель фильтра нижних частот.engee. -
Запустите модель. Постройте графики зависимости входного и выходного напряжения от времени.
Решение
✏️Задание 2
В предыдущем задании вы, возможно, заметили, что на выходе присутствуют незначительные следы высокочастотного сигнала. Это связано с тем, что его частота находится слишком близко к частоте среза данного фильтра, на частотах выше которой сигнал начинает ослабевать. Если входные сигналы будут более высокочастотными, то фильтр будет лучше справляться с их фильтрацией.
Модифицируйте модель:
- Дважды щелкните по блоку Источник переменного напряжения 500 Гц и задайте значение параметра Частота равным
1000Гц. - Запустите модель. Постройте графики зависимости входного и выходного напряжения от времени. Вы заметите, что выходной сигнал стал больше похож на чистую синусоиду частотой 120 Гц.
Решение
Тест для получения сертификата
Если вы впервые проходите тестирование на платформе Этюд по ссылке из Engee, то, нажав на ссылку ниже, вы увидите следующее диалоговое окно:
Нажмите на кнопку Предоставить, чтобы авторизоваться на платформе Этюд с данными вашего профиля Engee ID.
Если вы раньше уже проходили тестирование по ссылке из Engee, то ваша авторизация выполнится автоматически и тестирование начнется сразу же после нажатия на ссылку.