دانلود شبیه سازی تست مقاومت و خازن در نرم افزار پروتئوس

پروژه آزمایش مقاومت و خازن

مقاومت، یک قطعه الکترونیکی دو پایه و مصرف کننده انرژی است. از این قطعه برای کم کردن میزان جریان، تنظیم سطوح سیگنال، تقسیم ولتاژ و … استفاده می گردد. زمانی که جریان الکتریکی از یک مقاومت عبور می کند، اختلاف ولتاژ بر مبنای قانون اهم بین دو پایه آن ایجاد می گردد. همچنین، شدت جریانی که از یک مقاومت عبور می کند، رابطه مشتقیمی با ولتاژ دو پایه آن دارد.

خازن یک قطعه الکتریکی است که توانایی ذخیره بار الکتریکی (انرژی الکتریکی) را در خود دارد. انواع مختلفی از این قطعه الکتریکی وجود دارند. همه آنها دارای حداقل دو هادی هستند که به واسطه یک عایق از یکدیگر جدا گردیده اند. به این هادی ها، صفحات خازن گفته می شود. این صفحات می توانند از جنس فلز و یا الکترولیت باشند. عایق دی الکتریک نیز لایه ای است که مابین صفحات قرار می گیرد و منجر به افزایش ظرفیت خازنی می گردد. جنس آنها نیز می تواند شیشه، آب، سرامیک، پلاستیک، کاغذ و … باشد.

در این پروژه شبیه سازی، تعداد 4 مقاومت دلخواه با توجه به جدول زیر انتخاب شده است:

با استفاده از یک سری مقاومت، مدارهای (الف) (ب) (ج) را بر روی بورد بسته و به پرسش های زیر جواب داده ایم:

• مقاومت کل از دو سمت A و B را با استفاده از رنگ ها برای هر قسمت به دست آورده ایم.
• مقاومت کل از دو سمت A و B توسط مولتی متر برای هر قسمت اندازه گیری کرده ایم.

دو پتانسیومتر دلخواه انتخاب شده و با توجه به آن جدول زیر کامل شده است.

آزمایش دوم:

مداری بسته ایم که تابع مولد را در آن به جای منبع تغذیه در مدار قرار داده ایم و روی موج مربعی با دامنه 5 ولت تنظیم کرده ایم.

فرکانس را وری تنظیم کرده ایم که شکل موج شارژ و دشارژ کاملا مشاهده گردد. ولتاژ خازن را در اسیلوسکوپ می بینیم.

در این حالت، زمانی که ولتاژ ورودی برابر 5 ولت باشد، خازن در حال شارژ شدن است. ولی زمانی که ولتاژ برابر صفر باشد، خازن تخلیه می گردد.

با استفاده از خروجی نیز، ثابت زمانی مدار را بدست می آوریم. سپس مقدار آن را با مقدار نظری مقایسه می کنیم.

باید در نظر داشت که در یک مدار RC، ولتاژ دو سر خازن، در حالت شارژ و دشارژ، به ترتیب از رابطه های زیر به دست می آیند:

که در این روابط، T ثابت زمانی مدار بوده و برابر RC می باشد. مدت زمانی که ولتاژ خازن به 63.2 درصد ولتاژ کل دو سر خازن می رسد. در هر کدام از ثابت های زمانی بعدی، خازن به اندازه 63.2 درصد از ولتاژ باقی مانده، شارژ می گردد. شارژ کل خازن نیز در حدود 5 ثابت زمانی طول می کشد. دشارژ خازن نیز مانند شارژ خازن، 5 ثابت زمانی طول می کشد. در این تست، این مقدار را 0.6 در نظر گرفته ایم. با توجه به اینکه ولتاژ شارژ، 5 ولت است، در نتیجه، ثابت زمانی بر اساس مدل زمانی مشخص می گردد که خروجی به 3 ولت برسد.

یک خط افقی از 3 ولت رسم کرده و محل تلاقی را روی محور زمان رسم کرده ایم.

با توجه به مقادیر خازن و مقاومت در مدار، از لحاظ نظری، داریم:

برای اجرای شبیه سازی ها بهتر است تا از ورژن Proteus 8.8 Professional استفاده گردد. همانطور که ذکر شد، این شبیه سازی در محیط نرم افزار پروتئوس انجام شده و در ادامه نیز تعدادی از شکل موج های خروجی این شبیه سازی قرار داده شده است: