Практическая часть
Построить график зависимости напряжения на конденсаторе от времени в переходном процессе. Напряжение на конденсаторе в переходном процессе изменяется по закону:
где
А – амплитуда, измеряется в вольтах (V);
-
затухание, измеряется в s;
- угловая частота,
измеряется в rad/s;
–
начальная фаза,
rad.
Ход работы
1. Откройте новую рабочую книгу Microsoft Excel и подготовьте таблицу для ввода исходных данных и результатов расчета.
Для ввода исходных данных создайте таблицу с их наименованиями, значениями и единицами измерений. Для результатов расчета подготовьте таблицу, в первом столбце которой будут записаны значения времени t, а во втором – рассчитанные значения напряжения U (Рис.4.8.).
Рис.3.8. Таблица с исходными данными.
2. Введите значения времени t, которое меняется от 0 – 0,01s с шагом 0,001s, в диапазон ячеек А10:А21 (Рис.4.9. ):
Рис.4.9. Ввод значения времени t.
3. Для расчета напряжения в ячейку В10 введем формулу (Рис.4.10):
Рис.4.10. Формула для расчета напряжения.
Обратите внимание, что ссылки на значения исходных данных выполнены абсолютными, а ссылки на значения времени (адрес ячейки А11) – относительными.
В этой формуле использованы две встроенные математические функции Excel – EXP() – для вычисления экспоненты и SIN() – для вычисления синуса. Ввод формулы завершается нажатием клавиши Enter.
Скопируйте формулу в диапазон ячеек В12-В21.
Окончательная таблица представлена на Рис.4.11:
Рис.4.11. Окончательный вид таблицы.
4. Постройте график зависимости напряжения от времени.
Для этого выделите диапазон ячеек В10:В21 и запустите Мастер диаграмм, инструментов. Откроется окно Мастера диаграмм, шаг 1 – выбор типа диаграммы (Рис.4.12).
Рис.4.12.Мастер диаграмм, шаг 1 – тип диаграммы.
Выберите тип – точечная диаграмма со значениями, соединенными сглаживающими линиями. Нажав кнопку Просмотр результата можно увидеть построенный график (Рис.4.13.):
Рис.4.13.Мастер диаграмм, шаг 1, просмотр результата.
5. Шаг 2 Мастера диаграмм предназначен для ввода источника данных. Предварительно выделенный диапазон ячеек появится в окне Диапазон (Рис.4.14.):
Рис.4.14.Мастер диаграмм, шаг 2 – источник данных.
6. Во вкладке Ряд можно указать значения по Х и по У (Рис.4.15.):
Рис.4.15.Мастер диаграмм, шаг 2 – вкладка Ряд.
7. Шаг 3 Мастера диаграмм предусмотрен для ввода параметров, которые расположены во вкладках: подписи данных, таблица данных, заголовки, оси, линии сетки, легенда.
Внесите название диаграммы – Напряжение на конденсаторе, ось Х (категорий) – t, ось У (значений) – U (Рис.4.16.):
Рис.4.16.Мастер диаграмм, шаг 3 – параметры диаграммы.
8. Шаг 4 Мастера диаграмм – размещение диаграммы. Подтвердите размещение диаграммы на рабочем листе – нажмите кнопку Готово (Рис.4.17.):
Рис.4.17.Мастер диаграмм, шаг 4 – размещение диаграммы.
Окончательный вид рабочего листа с расчетом напряжения на конденсаторе в переходном процессе и построенным графиком указан на Рис.4.18:
Рис.4.18. Расчет напряжения на конденсаторе в переходном процессе.
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1
по курсу «Алгоритмические языки и программирование»
для студентов 1 курса заочного факультета
(специальность ЭС, ЭМ)
Цель работы: Получить навыки работы с электронными таблицами Microsoft Excel:
вводить и редактировать данные в ячейках;
добавлять и удалять отдельные ячейки, строки и столбцы;
устанавливать формат ячеек – число, выравнивание, шрифт, вид, границы, защиту;
использовать автоформат;
научиться вводить формулы в электронных таблицах Microsoft Excel;
научиться копировать содержимое ячеек и формул для повторных вычислений;
использовать в расчетах ссылки на относительные и абсолютные адреса ячеек.
Студенты должны. Изучить тему 1 и тему 2 методических указаний. Выполнить практическую часть из темы 2.
Для закрепления материала реализовать в среде Microsoft Excel одну из задач согласно таблице вариантов. Необходимо создать таблицу для ввода исходных данных, ввести формулы для расчета и произвести вычисления (Образец оформления приведен в Приложении1).
Таблица вариантов
№ |
Задание |
Исходные данные |
0 |
Вычислить емкость конденсатора, при которой в параллельном колебательном контуре возникает резонанс при изменении резонансной частоты 0:
|
0 = 1000-2000 rad/s, шаг 100 L = 0,01H R = 10 |
1 |
Вычислить эквивалентное сопротивление 3-х параллельно соединенных резисторов R1 , R2 и R3 по формуле:
|
R1 = 2 - 20 с шагом 2 R2 = 5 - 55 с шагом 5 R3 = 35 |
2 |
Заданы 3 резистора R1 , R2 и R3, соединенные по схеме «звезда». Рассчитать сопротивления эквивалентной схемы «треугольник» по формулам:
|
R1 =10 - 100 c шагом 10 , R2 =5 - 55 c шагом 5 R3 =75.
|
3 |
Две ветви с эдс Е1 и Е2 и резисторами R1 и R2 соединены параллельно. Вычислить зависимость эквивалентной эдс от Е1 по формуле:
|
Е1 = 0 – 10v с шагом 1v R1 = 5 Е2 = 0 - 30v с шагом 3v R2 = 15 |
4 |
К источнику напряжения U с внутренним сопротивлением Ri подключена нагрузка с сопротивлением Rн. Построить таблицу значений мощности нагрузки Pн от ее сопротивления
|
U = 100 v Ri = 10 Rн = 0 – 20 с шагом 1 |
5 |
Две ветви с эдс Е1 и Е2 и резисторами R1 и R2 соединены параллельно. Вычислить зависимость эквивалентной эдс от Е2 по формуле:
|
Е2 = 0 – 20v с шагом 2v R1 = 5 - 80 с шагом 2 R2 = 13 |
6 |
Заданы 3 резистора R1 , R2 и R3, соединенные по схеме «звезда». Рассчитать сопротивления эквивалентной схемы «треугольник» по формулам:
|
R1 =10 R2 =25 - 75 c шагом 5 R3 =70 - 100 c шагом 3 .
|
7 |
К источнику напряжения U с внутренним сопротивлением Ri подключена нагрузка сопротивлением Rн. Вычислить зависимость тока нагрузки Iн и напряжения нагрузки Uн от сопротивления нагрузки по формулам:
|
U = 100v Rн = 0 - 10 c шагом 1 Ri = 5
|
8 |
Две ветви с параметрами R1, E1 и I2 соединены параллельно. Вычислить зависимость эквивалентной эдс от Е1 по формуле:
|
R1 = 10 Е1 = 10 – 100v с шагом 10v I2 = 5A |
9 |
Две ветви с эдс Е1 и Е2 и резисторами R1 и R2 соединены параллельно. Вычислить зависимость эквивалентной эдс от R1 по формуле:
|
Е1 = 5v Е2 = 0 – 20v с шагом 2v R1 = 1 – 10 с шагом 1 R2 = 20 |
10 |
Вычислить эквивалентное сопротивление 3-х параллельно соединенных резисторов R1 , R2 и R3 по формуле:
|
R1 = 25 – 175 с шагом 15 R2 = 45 R3 = 2 – 20 c шагом 2 |
11 |
Вычислить
зависимость постоянной времени
по формуле:
|
R1 = 200 R2 = 10 - 100 , с шагом 10 C
=
|
12 |
Две ветви с параметрами R1, E1 и I2 соединены параллельно. Вычислить зависимость эквивалентной эдс от I2 по формуле:
|
R1 = 10 E1 = 55v I2 = 1 - 5А |
13 |
Вычислить зависимость длительности переходного процесса в цепи от R2 по формуле:
|
R2 = 20 - 200 с шагом 20 R1 = 100 C = F
|
14 |
Заданы 3 резистора R1 , R2 и R3, соединенные по схеме «звезда». Рассчитать сопротивления эквивалентной схемы «треугольник» по формулам:
|
R1 =2 - 200 c шагом 20 , R2 =55 R3 =25 - 175 c шагом 15 .
|
15 |
Две ветви с эдс Е1 и Е2 и резисторами R1 и R2 соединены параллельно. Вычислить зависимость эквивалентной эдс от R2 по формуле:
|
Е1 = 10v Е2 = 18v R2 = 2 – 20 с шагом 2 R1 = 12 |
16 |
Вычислить емкость конденсатора, при которой в параллельном колебательном контуре возникает резонанс при изменении сопротивления R:
|
0 = 2000 rad/s L = 0,01Н R = 10 - 100, с шагом 10 |
17 |
Вычислить зависимость постоянной времени цепи от С по формуле:
|
R1 = 200 R2 = 100 C
=
F
|
18 |
Вычислить эквивалентное сопротивление 3-х параллельно соединенных резисторов R1 , R2 и R3 по формуле:
|
R1 = 10 – 100 с шагом 10 R2 = 15 – 65 с шагом 5 R3 = 75 |
19 |
Две ветви с параметрами R1, E1 и I2 соединены параллельно. Вычислить зависимость эквивалентной эдс от R1 по формуле:
|
R1 = 1 – 10 с шагом 1 E1 = 20v I2 = 5А |
20 |
Вычислить емкость конденсатора, при которой в параллельном колебательном контуре возникает резонанс при изменении индуктивности L:
|
0 = 2000 rad/s L = 0,01- 0,1H c шагом 0,01Н R = 10 |
21 |
Вычислить зависимость постоянной времени цепи от R1 по формуле:
|
R1 = 100 - 500 с шагом 50 R2 = 50 C = F
|
22 |
Вычислить зависимость длительности переходного процесса в цепи от R1 по формуле:
|
R1 = 10 - 100 с шагом 10 R2 = 45 C = F
|
23 |
Вычислить эквивалентное сопротивление 2-х параллельно соединенных резисторов R1 и R2 по формуле:
|
1.R1 = 2 - 20 с шагом 2 R2 = 1 - 10 с шагом 1 2. R1 = 1 - 10 с шагом 1 R2 = 15
|
24 |
Вычислить эквивалентное сопротивление 2-х параллельно соединенных резисторов R1 и R2 по формуле:
|
1.R1 = 2 - 20 с шагом 2 R2 = 1 - 10 с шагом 1 2. R1 = 1 - 10 с шагом 1 R2 = 12
|
цепи от R2
F
F,
с шагом
Отчет по работе должен содержать:
- титульный лист;
- задание согласно варианту;
- теоретическую часть;
- описание хода выполнения задания (последовательность действий по решению задачи в Microsoft Excel);
- распечатку рабочего листа Microsoft Excel с исходными данными и результатами расчета.
- выводы по работе.
На защиту работы принести выполненную работу в электронном виде.
Указание по выбору вариантов.
Для получения Вашего варианта нужно использовать целочисленный остаток от деления числа, образованного двумя последними цифрами номера зачетной книжки на 25.
Например, две последние цифры номера зачетной книжки – 57. Остаток от деления – 7. Значит, нужно выполнять вариант 7.
Приложение 1.
Министерство образования и науки Украины
Одесский Национальный политехнический университет
Кафедра теоретических основ и общей электротехники