Объект: IVV

Библиотека: Electronics

Имя на уровне решателя: Electronics.IVV

Аннотация: Управляемый источник тока

Обозначение:

Порты (степени свободы) компонента:

№	Обозначение порта	Тип	Наименование порта
1	Port1	ELECTRIC	Электрический порт 1 положительного полюса источника тока
2	Port2	ELECTRIC	Электрический порт 2 отрицательного полюса источника тока
3	Port3	ISIGNAL	Сигнальный порт 1 управляющего сигнала тока

Пользовательские параметры модели:

№	Параметр	Тип	Описание	Единица	Значение по умолч.
1	C	real	Коэффициент смещения сигнала		0.0
2	K	real	Коэффициент пропорциональности сигнала		1.0

Расчетные и измеряемые величины:

№	Параметр	Описание	Единица
1	V_Voltage1	Электрический потенциал на порте ;	V
2	S_ElectricCurrent1	Электрический ток на порте ;	A
3	V_Voltage2	Электрический потенциал на порте ;	V
4	S_ElectricCurrent2	Электрический ток на порте ;	A
5	V_port3	Значение сигнала на порте (V)
6	X_port3	Значение интегральной функции от сигнала на порте (X)
7	A_port3	Значение производной функции от сигнала на порте (A)

Результаты тестирования

Источник синусоидального напряжения (неидеальный) (IVV). Проверка формирования сигнала.

Описание устройства

Источник синусоидального напряжения — это активный элемент электрической цепи, формирующий на своих выходных зажимах напряжение, изменяющееся во времени по синусоидальному закону.

В данной модели реализован неидеальный источник, параметры которого позволяют моделировать реальные характеристики: внутреннее сопротивление, ограниченную мощность, отклонения формы сигнала.

Математическое описание

Выходное напряжение источника описывается выражением:

\[U_{out}(t) = K \cdot \sin(2\pi f t + \phi) + C\]

где:

• K — амплитуда сигнала (коэффициент усиления/ослабления)

• f — частота сигнала (в данной модели задается отдельно)

• φ — начальная фаза

• C — постоянная составляющая (смещение)

Принципиальное отличие источника тока от источника напряжения

Важно различать два типа источников:

Идеальный источник тока:

• Поддерживает заданный ток независимо от сопротивления нагрузки

• Обладает бесконечно большим внутренним сопротивлением

• ЭДС такого источника стремится к бесконечности

Источник напряжения (данный случай):

• Поддерживает заданное напряжение независимо от тока нагрузки

• Обладает малым внутренним сопротивлением

• Ток во внешней цепи зависит от сопротивления нагрузки

Анализ тестовой схемы

В данной тестовой схеме исследуется именно источник напряжения (несмотря на обозначение IVV, которое может указывать на источник тока).

Схема представляет собой замкнутый контур, состоящий из:

• Неидеального источника синусоидального напряжения

• Резистора нагрузки R1 = 2 Ом

Согласно определению источника напряжения, напряжение на нагрузке определяется параметрами источника и не зависит от сопротивления нагрузки. Ток в цепи, в отличие от источника тока, зависит от сопротивления:

\[I(t) = \frac{U_{out}(t)}{R1}\]

Расчет ожидаемых значений

При заданных параметрах:

• K = 1.0 (амплитуда синусоиды)

• C = 0.0 (отсутствие постоянной составляющей)

• R1 = 2 Ом (сопротивление нагрузки)

Мгновенное значение тока в цепи:

\[I(t) = \frac{1.0 \cdot \sin(2\pi f t)}{2} = 0.5 \cdot \sin(2\pi f t)\ \text{А}\]

Амплитудное значение тока: 0.5 А.

Датчик A1 должен показывать синусоидальный ток с амплитудой 0.5 А и частотой, заданной для источника напряжения.

Начальные данные

Параметры элементов схемы:

• K (амплитудный коэффициент источника) = 1.0

• C (постоянная составляющая) = 0.0

• R1 (сопротивление нагрузки) = 2 Ом

• f (частота сигнала) — задается параметрами источника (на схеме)

• end (время интегрирования) = 5

Ожидаемая осциллограмма

На временной диаграмме должны наблюдаться:

• Синусоидальная форма сигнала напряжения на выходе источника.

• Синусоидальный ток через резистор R1 (датчик A1) той же частоты и формы.

• Амплитуда тока 0.5 А (согласно закону Ома).

• Отсутствие постоянной составляющей в токе (C = 0).

Схема теста

Рисунок 1 — Схема тестирования неидеального источника синусоидального напряжения

График результата теста

Рисунок 2 - Electronics_model_IVV.Check