Пакет Electronics Workbench предназначен для моделирования и анализа электротехнических и схемотехнических схем. Данный пакет с большой степенью точности моделирует построение реальных схем в «железе».
Пиктограмма
Название
Описание
Пассивные компоненты и коммутационные устройства
Микросхемы смешанного типа
Логические цифровые микросхемы
Аналоговые вычислительные устройства
Компоненты смешанного типа
Основные приемы работы
В Electronics Workbench сборка схемы осуществляется в рабочей области. Электронные компоненты для сборки схемы берутся из меню, содержащего набор компонентов. Содержимое набора компонентов можно изменить нажатием соответствующих кнопок, расположенных непосредственно над окнами. Чтобы переместить требуемый компонент в рабочую область, нужно поместить на него курсор и нажать левую клавишу мыши. Затем, удерживая клавишу в нажатом состоянии, «перетащить» элемент, двигая мышь, в требуемое положение в рабочей области и отпустить клавишу.
Как работать с Electronics Workbench? (в рамках лабораторной по ОТК на колебательные контура)
Чтобы осуществить какие-либо операции над элементом его необходимо выделить. Выделение элемента осуществляется щелчком мыши на элементе, при этом он окрашивается в красный цвет.
Если необходимо повернуть элемент, нужно сначала его выделить, а затем использовать комбинацию клавиш [Ctrl+R], нажатие которых приводит к повороту элемента на 90°.
Для удаления элемента его также необходимо сначала выделить, а затем нажать клавишу [Del] и в ответ на запрос о подтверждении удаления нажать кнопку подтверждения или отмены удаления.
Все электронные компоненты характеризуются своими параметрами, определяющими их поведение в схеме. Чтобы задать эти параметры нужно дважды щелкнуть мышью на нужном элементе, в результате чего появится диалоговое окно, в котором необходимо выбрать или записать требуемые параметры и закрыть его нажатием кнопки Ok.
Чтобы соединить между собой выводы элементов подведите курсор к нужному выводу, при этом, если к этому выводу действительно можно подсоединить проводник, на нем появится маленький черный кружок. При появлении кружка нажмите левую клавишу мыши и, не отпуская ее, протащите курсор к другому выводу. Когда на другом выводе тоже появится черный кружок, отпустите клавишу, и эти выводы автоматически будут соединены проводником. Если вывод элемента нужно подсоединить к уже имеющемуся проводнику, то подведите курсор мыши при нажатой клавише к этому проводнику, при этом также в том месте, где можно сделать подсоединение появится маленькая окружность. В этот момент отпустите клавишу, и в схеме автоматически образуется проводящее соединение между проводниками, обозначенное черным кружком.
Основные компоненты
1. Источник постоянного напряжения
Находится в наборе Источники сигналов
.
Этот элемент представляет собой модель идеального источника напряжения, поддерживающего на своих выводах постоянное напряжение заданной величины. Величина напряжения может задаваться разработчиком двойным щелчком мыши на элементе и записью в диалоговом окне требуемого значения.
Electronics Workbench
Лампочка накаливания
2. Лампочка накаливания .
Находится в наборе Индикаторные устройства.
Этот элемент моделирует обычную лампу накаливания и может находиться в трех состояниях: выключенном, включенном и перегоревшем. Поведение элемента характеризуется двумя параметрами: мощностью и максимально допустимым напряжением. Ввести нужные параметры можно двойным щелчком мыши на элементе. После этого появляется диалоговое окно. Введите требуемые параметры и закройте диалоговое окно щелчком на кнопке Ok.
При работе схемы элемент будет находиться в выключенном состоянии, если приложенное к нему напряжение не превышает половины максимального напряжения. Если приложенное напряжение находится в интервале от половины максимального напряжения до уровня максимального напряжения, элемент находится во включенном состоянии. При превышении приложенным напряжением заданного максимального напряжения элемент переходит в перегоревшее состояние.
Заземление
3. Заземление .
Находится в наборе Источники сигналов.
В схеме, собранной с помощью Electronics Workbench, как и практически для любой реальной схемы, требуется указать точку нулевого потенциала, относительно которой определяются напряжения во всех других точках схемы. Именно для этой цели служит элемент заземление. Его единственный вывод подключается к той точке схемы, потенциал которой принимается равным нулю. Допускается и даже целесообразно, особенно для сложных схем, использовать несколько элементов заземления. При этом считается, что все точки, к которым подсоединены заземления, имеют один общий потенциал, равный нулю.
Точка — соединитель
4. Точка — соединитель .
Находится в наборе Пассивные компоненты и коммутационные устройства.
Основным свойством точки-соединителя является то, что вы можете подсоединять к ней проводники. Подсоединять проводники к точке можно слева, справа, сверху и снизу, то есть существует всего четыре места подсоединения проводников к одной точке и, следовательно, в одной точке могут соединяться не более четырех проводников. Для реализации такого подсоединения нужно подвести проводник при нажатой клавише мыши к соответствующей стороне точки, при этом около точки появляется маленький черный кружок. Отпуская в этот момент левую клавишу мыши, получаем требуемое подсоединение.
Переключатель
5. Переключатель .
Находится в наборе Пассивные компоненты и коммутационные устройства.
Этот переключатель допускает два возможных положения, в которых один общий вход соединяется с одним из двух возможных выходов. По умолчанию переключение осуществляется клавишей пробел [Space]. Чтобы назначить какому-либо переключателю другую клавишу, нужно дважды щелкнуть мышью на этом переключателе, ввести требуемый символ в появившемся диалоговом окне и нажатием кнопки Ok подтвердить сделанный выбор. После этого переключение данного переключателя будет осуществляться с помощью выбранной клавиши.
Динамик
6. Динамик .
Находится в наборе Индикаторные устройства.
Этот элемент издает гудок заданной частоты, если приложенное к его выводам напряжение превышает установленный уровень напряжения. Значения порогового напряжения и частоты издаваемого сигнала можно задать в диалоговом окне, появляющемся при двойном щелчке мыши на элементе.
Вольтметр
7. Вольтметр .
Находится в наборе Индикаторные устройства.
Этот элемент показывает напряжение, приложенное к его выводам. Одна из сторон этого элемента выделена утолщенной линией. Если напряжение, приложенное к выводам таково, что потенциал на выводе, находящемся с не выделенной стороны, больше потенциала на выводе, находящемся с выделенной стороны, то знак напряжения, показываемого вольтметром, будет положительным. В противном случае знак индицируемого напряжения будет отрицательным.
Амперметр
8. Амперметр .
Находится в наборе Индикаторные устройства.
Этот элемент показывает величину тока, протекающего через его выводы. Одна из сторон этого элемента выделена утолщенной линией. Если направление тока, протекающего через выводы элемента, совпадает с направлением от не выделенной стороны к выделенной стороне, то знак величины индицируемого тока будет положительным. В противном случае знак будет отрицательным.
Резистор
9. Резистор .
Находится в наборе. Пассивные компоненты и коммутационные устройства.
Этот элемент представляет собой один из наиболее широко используемых компонентов электронных схем. Величина сопротивления резистора задается разработчиком в диалоговом окне, появляющемся при двойном щелчке мыши на элементе.
Простейшие электрические цепи
Простейшая электрическая цепь состоит из источника и приемника электрической энергии. В качестве простейшего источника электрической энергии может служить источник постоянного напряжения, например, батарейка. Приемником электрической энергии обычно служит устройство, преобразующее энергию электрического тока в другой вид энергии, например, в световую энергию в электрической лампочке, или в энергию акустических волн в динамике.
Чтобы обеспечить протекание тока через приемник, необходимо образовать замкнутый контур, по которому течет ток. Для этого необходимо один вывод приемника электрической энергии подсоединить к отрицательному выводу батарейки, а другой к положительному выводу. Простейший способ управления прохождением тока по цепи заключается в замыкании и размыкании контура цепи с помощью переключателя. Размыкание контура цепи приводит к разрыву цепи, вследствие чего ток становится равным нулю. Замыкание цепи обеспечивает путь для прохождения по цепи тока, величина которого определяется приложенным напряжением и сопротивлением цепи согласно закону Ома.
Порядок про ведения работы
1. Запустить Electronics Workbench.
2. Подготовить новый файл для работы. Для этого необходимо выполнить следующие операции из меню: File/New и File/Save as. При выполнении операции Save as будет необходимо указать имя файла и каталог, в котором будет храниться схема.
3. Перенесите необходимые элементы из заданной схемы на рабочую область Electronics Workbench. Для этого необходимо выбрать раздел на панели инструментов (Sources, Basic, Diodes, Transistors, Analog Ics, Mixed Ics, Digital Ics, Logic Gates, Digital, Indicators, Controls, Miscellaneous, Instruments), в котором находится нужный вам элемент, затем перенести его на рабочую область (щёлкнуть мышью на нужном элементе и, не отпуская кнопки, перенести в нужное место схемы).
Workbench также предоставляет возможность использовать настраиваемую панель инструментов Favorites. Панель своя для каждого файла схемы.
Примерный вид панели Favorites
Для добавления в панель элемента надо щёлкнуть его изображение на панели правой кнопкой и выбрать Add to Favorites. Чтобы убрать с панели Favorites, щёлкнуть правой кнопкой элемент на панели Favorites и выбрать Remove from Favorites.
4. Соедините контакты элементов и расположите элементы в рабочей области для получения необходимой вам схемы. Для соединения двух контактов необходимо щелкнуть по одному из контактов основной кнопкой мыши и, не отпуская клавишу, довести курсор до второго контакта.
В случае необходимости можно добавить дополнительные узлы (разветвления). Для этого надо просто перетащить элемент с панели на место проводника, где надо его разветвить.
Элемент «Узел цепи»
Нажатием на элементе правой кнопкой мыши можно получить быстрый доступ к простейшим операциям над положением элемента, таким как вращение (rotate), разворот (flip), копирование/вырезание (copy/cut), вставка (paste), а также к его справочной информации (help).
5. Проставить необходимые номиналы и свойства каждому элементу. Для этого нужно дважды щелкнуть мышью на элементе:
6. Когда схема собрана и готова к запуску, нажать кнопку включения питания на панели инструментов.
В случае серьезной ошибки в схеме (замыкание элемента питания накоротко, отсутствие нулевого потенциала в схеме) будет выдано предупреждение.
Закон Ома
Закон Ома для участка цепи: ток в проводнике I равен отношению падения напряжения U на участке цепи к ее электрическому сопротивлению R:
. (*)
Закон иллюстрируется схемой на рисунке, из которой видно, что на участке цепи с сопротивлением R = 5 Ом создается падение напряжения U = 10 В, измеряемое вольтметром. Согласно (*) ток в цепи I = = 0.2 А = 200 mA, что и измеряет последовательно включенный в цепь амперметр.
Источник: itteach.ru
Как пользоваться программой ewb
Элементы электрических схем сгруппированы по категориям на панели инструментальных кнопок.
На рисунке показана панель Sources (Источники) на которой сгруппированы такие элементы как «заземление», источники постоянного и переменного тока и т.п.
На панели Basic «Базовые элементы», сгруппированы такие элементы, как постоянные и переменные резисторы и конденсаторы, катушки индуктивности, трансформаторы и переключатели.
При нажатии на кнопку 
откроется панель диодов, и пни нажатии на кнопку 
откроется панель выбора транзисторов.
Для сборки электрической схемы следует перетащить (не отпуская левой кнопки мыши) нужные элементы на лист рисования электронных схем. 
Постоянный электрический ток Закон Ома для участка цепи. Соберём первую электрическую схему для исследования цепи постоянного тока. Для этого нам понадобится источник постоянного тока (напряжения) — battery 
и измерительный прибор (амперметр, ammetr,) который находится на панели Indicators:
В итоге у нас получится такая картина:
Для создания электрических соединений элементов схемы, следует подвести курсор мыши к контакту элемента (до появления чёрной точки на контакте. Рис. А) и, не отпуская кнопки мыши провести линию к контакту следующего элемента (до появления чёрной точки на контакте. Рис. Б) и отпустить кнопку мыши.
В итоге, должна получиться такая схема:
Далее следует включить включатель, показанный на рисунке. На амперметре отобразится величина электрического тока равная 12 мА (миллиампер).
Электрические величины, участвующие в наших экспериментах имеют следующие размерности:
Напряжение — вольты, в данном случае 12 V (вольт постоянного тока). При экспериментах, возможно, будут более низкие значения напряжения — милливольты (mV). 1 вольт = 1000 милливольт.
Ток — амперы, в данном случае доля ампера миллиампер (mA). 1 ампер = 1000 миллиампер.
Сопротивление — Ом. В нашем случае сопротивление имеет величину 1 Ком (kOhm). 1 килоом = 1000 Ом.
По закону Ома, между тремя величинами (ток — I, напряжение — U, сопротивление — R) существует математическая зависимость:
I = U/R, U = R*I, R = U/I
Используя формулы закона Ома, рассчитаем ток в нашей цепи:
I = 12/1000 = 0,012 А = 12 мА. Измеренный результат соответствует расчётному. Произведя измерение, следует выключить включатель 
.
Попробуем изменить значения элементов схемы и, произведя расчеты сравнить результаты с измеренными. Изменим, например, значение сопротивления. Для изменения значений элементов схемы следует выделить элемент на схеме и нажать правую кнопку мыши. В появившемся локальном меню выбрать опцию «Component Properties».
Далее, на панели «Resistor Properties», в закладке «Value», изменим значение «Resistance» на 100, а в поле множителя выберем Ом (омега).
Заодно изменим значение напряжения источника питания с 12 вольт на 10 вольт:
По закону Ома рассчитаем значение тока в новой цепи: I = U/R = 10/100 = 0,1 A = 100 mA. Включим питание и убедимся, что значения совпадают.
Последовательное и параллельное включение сопротивлений Для следующего эксперимента соберём схему, показанную на рисунке.
В цепи нашей схемы будет два резистора (R1 и R2) по 50 Ом включенные последовательно и источник питания (GV1) напряжением 10 вольт. При включении включателя схемы мы увидим, что ток, проходящий через последовательно включенные сопротивления одинаков в любой точке цепи — амперметры P1 и P2 показывают одинаковые результаты 100 мА. По закону Ома, рассчитаем общее сопротивление нашей цепи: R = U/I = 10/0,1 = 100 (Ом). Из схемы видно, что общее сопротивление цепи из последовательно включенных сопротивлений равно сумме этих сопротивлений (50 + 50 Ом).
Для включения обозначений элементов на схеме следует выделить элемент (например, сопротивление R1) и нажать правую кнопку мыши. В локальном меню выбрать опцию «Component Properties» и на панели «Resistor Properties» выбрать закладку «Label». В поле «Label» следует ввести нужное обозначение элемента — R1.
При параллельном включении сопротивлений, ток от источника питания будет разветвляться на сопротивления, и зависеть от их величины. Соберём схему, показанную на рисунке:
Из схемы видно, что общий ток (прибор Р3) равен 400 мА, а токи, проходящие через сопротивления, разделились и равны 200 мА. Сумма токов равна общему току. Так как величина сопротивлений R1 и R2 равна, то и токи равны. Изменим величину одного из сопротивлений, уменьшив его, например, до 10 Ом.
Мы видим, что с уменьшением сопротивления, ток в цепи этого сопротивления возрастает (Ir1 = 1А), а следовательно возрастает и общий ток Io = Ir1 + Ir2 = 1,2 А. Как рассчитать общее сопротивление цепи для параллельно включенных резисторов? Для этого воспользуемся формулой: 1/Ro = 1/R1 + 1/R2 = 1/10 + 1/50 = 0,1 + 0,02 = 0,12. В результате получим Ro = 1/0,12 = (8,33333333:) 8,3 Ом.
Общее сопротивление параллельно включенных сопротивлений всегда меньше меньшего из сопротивлений. В общем случае формула расчёта общего сопротивления из параллельно включенных n сопротивлений равна 1/Ro = 1/R1 + 1/R2 + . + 1/Rn
Проверим правильность расчёта нашей цепи, найдя общий ток: I = U/R = 10/8,3 = 1,204819277108 = 1,2 A, что совпадает с показанием измерительного прибора Р3.
Делитель напряжения Очень часто при проектировании электронных схем требуется получить напряжение несколько ниже напряжения источника питания. Для получения дополнительных напряжений служит резистивный делитель напряжения.
Соберём схему, показанную на рисунке:
Для поворота элементов схемы служит кнопка «Rotate» 
на панели системных кнопок.
По закону Ома рассчитаем ток, проходящий в цепи: I = U/R = 10/(R1 + R2) = 10/200 = 0,05 A (50 mA). Теперь рассчитаем напряжение на одном из резисторов, например R2.
Ur2 = I * R2 = 0,05 * 100 = 5V.
Мы видим, что напряжение на сопротивлении R2 равно 5 вольт. Для того чтобы убедиться в этом добавим на схему вольтметр и проведём измерения. По результатам эксперимента видно, что измеренные результаты совпадают с расчётными.
Изменим сопротивление резистора R2, например на 50 Ом и посмотрим изменения в показаниях приборов.
В реальных схемах принято резистор R1 называть гасящим сопротивлением, а резистор R2 — нагрузкой.
При получении пониженных напряжений следует учитывать ток нагрузки и напряжение источника питания, и, исходя из тока нагрузки, рассчитывать сопротивление гасящего резистора. Например, если мы используем в качестве нагрузки лампу накаливания на напряжение 3V и мощностью P = 2W(ватт), то нам следует сначала найти ток, проходящий через лампу:
I = P/U = 2/3 = 0.666666666667 = 0,67 А.
Зная ток через лампу, рассчитаем её сопротивление (сопротивление нагрузки):
Rн = U/I = 3V/0,67A = 4,477611940299 = 4,48 Ом.
И, наконец, зная ток в цепи и сопротивление нагрузки, рассчитаем сопротивление гасящего резистора R1 при напряжении источника питания Ugv1 равного 10 вольт:
R1 = Ugv1/I — Rн = 10/0,67 — 4,48 = 11 Ом.
Имея исходные данные, соберём схему и сравним измеренные величины (лампа находится на панели «Indicators»):
Мы видим, что рассчитанные нами величины близки к измеренным. При практическом изготовлении делителей напряжения следует учитывать мощность гасящего резистора. Рассчитаем мощность гасящего резистора для нашего случая. Мощность P рассчитывается по формуле:
P = R * I 2 = 11 Ом * 0,67A * 0,67A = 4.9379 = 5 Вт. Мы видим, что мощность резистора должна быть не менее 5 Вт. Если использовать резистор с меньшей мощностью, то он будет перегреваться в процессе эксплуатации и перегорит.
Закон Кирхгофа Следуя из закона Ома, закон Кирхгофа звучит так: сумма токов входящих в узел равна сумме токов выходящих из узла.
Например, на приведённой схеме, по закону Кирхгофа сумма токов I1 и I2 должна равняться сумме токов I3 и I4. Причём токов входящих в узел и токов выходящих из узла может быть сколь угодно.
Убедимся практически в справедливости закона. Соберём схему, показанную на рисунке:
Источник: hi-intel.ru
Ю.В.. Гуськов. Моделирование электрических цепей в программе Electronics Workbench 5.12: Учебное пособие
методическая разработка
Приведены общие сведения о программе Electronics Workbench 5.12, описания компонентов, измерительных приборов, рекомендации по моделированию электрических схем, лабораторный практикум.
Для студентов специальности 23.02.04 Техническая эксплуатация подъемно-транспортных, строительных, дорожных машин и оборудования, профессий 23.01.06 Машинист дорожных и строительных машин, 15.01.05 Сварщик (ручной и частично механизированной сварки (наплавки)).
Скачать:
Предварительный просмотр:
Предварительный просмотр:
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Принцип работы плавких предохранителей в электрических цепях
Урок бинарного обучения (лабораторная работа).Проводится учителем информатики, физики и мастера производственного обучения.
Методические указания к практическим занятиям по теме «Электрические цепи».
Представленные варианты задач по теме «Электрические цепи» данной теме позволяют закрепить полученные знания и провести контроль усвоения материала темы.
Расчет электрических цепей постоянного тока
Материал представляет собой практическую работу для дисциплины «Основы электротехники» по профессии 230103.02 Мастер по обработке цифровой информации.
А21Практическая работа № 3 Тема: Расчет электрической цепи методом контурных токов. Цель работы: приобрести умения решения сложных цепей постоянного тока методом контурных токов.
Методика расчета цепи методом контурных токовВ методе контурных токов за неизвестные величины принимаются расчетные (контурные) токи, которые якобы протекают в каждом из независимых контур.
МАСТЕР – КЛАСС Тема : Моделирование электрических цепей по курсу дисциплины «Электротехника и электроника» в виртуальной среде с помощью программы Electronics Workbench (EWB)
Изучение программы-симулятора электронных схем «Electronics Workbench», которая используется при проведении лабораторных работ по дисциплине «Электротехника и электроника» намного упрощает их про.
Учебное пособие. Курс лекций по МДК 01.01 «Электрические машины и аппараты» студентов специальности 13.02.11 «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)»
Курс лекций по МДК 01.01 «Электрические машины и аппараты»студентов специальности 13.02.11 «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудо.
Рабочая программа по дисциплине ОП.01 Теория электрических цепей
Для обучающихся по специальности 11.02.15 Инфокоммуникационные сети и системы связи.
Источник: nsportal.ru