CC BY
40
УДК 621.38 Доц. Б.З. Цибуляк, канд. фiз.-мат. наук - Львiвський ДУ БЖД
МОДЕЛЮВАННЯ Л1Н1ЙНИХ ЕЛЕКТРИЧНИХ К1Л ПОСТ1ЙНОГО СТРУМУ
Розглянуто аспекти використання комп'ютерних технологiй у навчальному процесi Львiвського державного унiверситету безпеки життeдiяльностi тд час вик-ладання низки техшчних дисциплiн. Розроблено методичнi вказiвки до лабораторно'1 роботи з дослiдження електричних кiл постiйного струму з використанням закошв Кiрхгофа на базi програмного забезпечення N1 МиШвт. Проаналiзовано переваги застосування в1ртуадьно'1 лабораторп для моделювання роботи електричних схем.
Ключов1 слова: шформацшш технологи, моделювання, електрична схема, закон Юрхгофа, МиШв1ш.
Актуальшсть проблеми. Швидк темпи науково-техшчного прогресу та висок технологii виробництва потребують вщповщного р1вня осв1ченост1 фах1вц1в. Це передбачае, що сучаснi випускники вищих навчальних закладiв, крiм освоення своеi основноi спецiальностi, повиннi володiти такими допомiж-ними вмiннями: користування сучасними шформацшними технологiями, здiб-нiсть до саморозвитку, мобшьнють, конкурентоспроможнiсть на ринку пращ та ш. Тому шд час пiдготовки дипломованих фахiвцiв необхщно застосовува-ти новiтнi iнформацiйнi технологи.
Використання комп'ютерно!" технiки в навчальному процес iстотно сприяе не лише освоенню студентами методiв роботи з офюними та приклад-ними програмами, а й дае змогу застосовувати комп'ютерну техшку для моделювання низки натурних експерименпв та процешв [1]. Зокрема, використання спещального програмного забезпечення дае змогу ефективно моделювати роботу електричних схем та визначати 1'хш електрофiзичнi параметри на курсах: "Основи теорii кш, сигнали та процеси в електрошщ", "Мжросхемотехш-ка", "Основи електронiки та зв'язок" тощо, якi читаються для студенпв та кур-сантiв Львiвського державного унiверситету безпеки життедiяльностi. Це дае можливють iстотно зменшити витрати на облаштування досить дорогих навчальних лабораторш, якi потребують дотримання певних технiчних умов та обслуговування квалiфiкованим персоналом. Безумовно, створення вiртуаль-но" лабораторii у жодному разi не може замiнити реальну лабораторш, де сту-денти вчаться складати електричнi схеми, працювати з вимiрювальною техш-кою. Проте, набувши основш практичнi навики роботи, дослiдження функщ-онування складних електронних схем доцшьно здiйснювати саме у вiртуальнiй лабораторп за вiдсутностi необхiдного дорогого радютехшчного обладнання [2]. Тому розширення використання у навчальному процес iнформацiйних технологш внаслiдок застосування спецiального прикладного програмного забезпечення, яке дае змогу моделювати роботу електро- та радютехшчних схем, е актуальною задачею.
Основна частина. Сучасний лабораторний практикум, який вико-нуеться з навчально!" дисциплши "Основи теорii кiл, сигнали та процеси в електрошщ", складаеться з двох частин. Перша частина охоплюе аналiз проце-сiв у радютехшчних колах за допомогою комп'ютера, друга - на лабораторних стендах за допомогою вимiрювальних приладiв. У цш роботi розглянемо зра-зок методичного розроблення для виконання лабораторно1' роботи iз першо1'
частини. Для моделювання роботи електричних кiл постшного струму вико-ристано програмне забезпечення NI Multisim [3]. Оскшьки найбшьший iнтерес викликае питання застосування комп'ютерних технологiй пiд час моделювання електричних кш, то основну увагу зосередимо безпосередньо на ходi виконан-ня роботи та аналiзi отриманих результат.
Лабораторна робота: мПеревiрка законiв Юрхгофа"
Мета роботи - перевiрка виконання закошв Кiрхгофа у лiнiйних електричних колах постшного струму.
Теоретичш ввдомосп до виконання роботи. У теоретичних вщомос-тях подано коротк данi з означеннями першого i другого законiв Кiрхгофа, визначення понять вузлiв i замкнених незалежних контурiв та алгоритм розра-хунку будь-яко! електрично! схеми з використанням закошв Юрхофа [4].
Х1д роботи
Необхццн для побудови схеми елементи кола можна вщшукати так:
• джерело ЕРС - Sources/ POWER_SOURCES/DC_POWER;
• джерело струму - Sources/SIGNAL_ CURRENT_SOURCES/DC_CURRENT;
• резистор - BASIC/RESISTOR/wo^iwflTi;
• вимикач -BASIC/SWITCH/DIPSW1.
микач1в R5, R6)
1. Побудувати в середо-вищi Multisim модель електрич-ного кола, яке складаеться з двох iдеальних джерел ЕРС постшно! напруги Е1 та Е2, джерела постшного струму Л, ряду резистор1в та пере-
81-82 (рис.). Параметри елеменпв кола (Е1, Е2, Л, К2, КЗ, К4, обрати згiдно з варiантом робочого завдання iз табл. 1.
Рис. Схема електричного кола для nepeeipKU закошв Крхгофа
Призначити синхронне керування перемикачами S1-S2 за допомогою клавш1, наприклад пропуск (Space). Перев1рити його функцюнування.
Табл. 1. Вибiр параметрiв елементiв електричних кт згiдно _з варiантом завдання_
1 й й Н И К «=! < & Параметры елеменпв електричних кш
Е1, В Е2, В Л, А т, Ом Р2, Ом Р3, Ом Р4, Ом Р5, Ом Р6, Ом
1 10 30 0,5 50 60 100 30 40 50
2 12 25 1 90 40 80 50 75 120
3 14 30 0,8 60 120 90 50 110 80
4 16 24 2 70 90 130 120 75 100
5 20 15 1,5 100 50 40 90 80 130
6 11 26 1,3 50 70 120 55 85 150
7 13 30 1,8 180 100 95 75 130 65
8 15 24 2,4 130 75 90 140 250 275
9 17 26 2,1 90 150 200 220 175 130
10 19 10 1,2 190 250 70 130 210 160
11 21 28 1,5 120 60 160 50 75 240
12 23 15 2,4 80 140 225 150 135 190
13 25 18 1,8 200 160 75 110 85 180
14 27 11 2,6 270 190 100 150 55 100
15 29 13 1,8 140 190 240 150 180 90
2. Зарисувати отриману схему у зв^ про виконання лабо-раторно! роботи. Обрати та поз-начити напрямки струмiв (II, 12, 13, 14) у вшх вгтках електричного кола. Вимiряти у них силу стру-мiв, шд'еднавши амперметри вiдповiдно до обраних напрямкiв для двох випадюв - при розiм-
Необхщш для побудови схеми елементи кола можна вщшукати так:
• амперметр - ТпсНсайгк/АММЕТЕК/ АММЕТЕК_енд;
• вольтметр - 1пс1и;аи>Г5/У01ТМЕТЕР/ УОЬТМЕТЕЯ_ вид.
Для коректност! проведения розрахунюв потр!бно дотримуватися визначеноТ полярносп пццмкнення приладив до електрично! схеми.
кнених вимикачах 81-82 та замкнених. Значення струмiв записати у табл. 2. Перевiрити виконання першого закону Юрхгофа.
Дат Положення 81-82 11 12 13 14 XI,
Експериментальт Роз1мкнет
Розрахуиков1
Експериментальт Замкнет
Розрахунков1
3. Пщ'еднати вольтметри до пронумерованих точок електричного кола та вимiряти напруги за умови розiмкнених та замкнених вимикачiв 81-82 (рис.). Зарисувати отриману схему у звгт про виконання лабораторно! роботи. Значення напруг занести у табл. 3. Перевiрити виконання другого закону Юрхгофа.
4. Зробити теоретичнi розрахунки параметрiв електричних схем за умови розiмкнених та замкнених вимикачiв 81-82 (рис.) за законами Клрхгофа та занести отримаш значення струмiв та напруг у табл. 2 та 3, вщповщно. Перевь рити виконання закошв Кiрхгофа та збiжнiсть розрахункових та експеримен-тально змодельованих параметрiв електричних схем.
Табл. 3. Значення напруг вток електричного кола
Дат Положен-ня 81-82 Напруга, В
И12 И23 из4 И45 И56 Иб1 И41 контур хц контур хц
Експеримен-тальт Роз1мкне-н1
Розрахунков1
Експеримен-тальт Замкиеиi
Розрахунков1
5. Обгрунтувати у висновку отримаш результати та пояснити причини можливих розбiжностей мiж значеннями, отриманими за допомогою комп'ютерного моделювання схем у системi МиШБт та розрахованими теоретично.
Ввдзначимо особливостi щеТ роботи. Для зручност освоення роботи в середовишд N1 МиШв1ш пiд час роботи подано коротк iнформацiйнi блоки, як допомагають навiть недосвiдченому користувачевi швидко знайти необхiдне обладнання для складання схеми та проведення необхщних вимiрювань, а та-кож зазначено особливост вiдiмкнення вiртуальних приладiв.
Перед початком виконання кожно! лабораторно! роботи кожен студент та курсант повинш продемонструвати свою пiдготовку, отримавши у виклада-ча допуск до виконання роботи. Оскшьки заняття проводяться в комп'ютерно-му класi, то такий допуск зручно та ефективно здшснити у формi тестового комп'ютерного контролю.
Шсля закiнчення лабораторно! роботи, студенти та курсанти повинш оформити зв^ та захистити його у викладача. Поставлен у цьому дослiдженнi завдання допомагають краще зрозумiти суть методу розрахунку електричних кiл з використанням закошв Кiрхгофа, який також проводиться на практичних заняттях у межах цього курсу. Крiм того, шд час захисту зв^у потрiбно пока-зати свiй рiвень знань, аргументовано вiдповiвши на контрольнi запитання, обгрунтувавши причину можливих розбiжностей мiж експериментальними та розрахунковими даними, або пояснити як вплинуть на покази приладiв змши у схемi, запропонованi викладачем.
Висновки. Запровадження комп'ютерних технологiй шд час моделювання електричних кш е перспективним напрямком пiд час викладання низки дисциплiн у Львiвському державному унiверситетi безпеки життедiяльностi. До переваг використання комп'ютерно! технiки шд час виконання лабораторно! роботи "Перевiрка законiв Кiрхгофам можна вщнести таке:
1. Идвищення шформа^йно! компетентности, зумовлене освоениям студентами та курсантами спещал1зованого програмного забезпечення N1 МиШвт.
2. Швидкий i ефективний процес перев1рки базових знань для отримання допуску до виконання лабораторно! роботи за результатами комп'ютерного тестування.
3. Можливють проведення експрес-перев1рки розрахованих теоретично значень струм1в електричного кола з використанням закотв Юрхгофа.
4. Вiзуалiзацiя процесу складання схеми та роботи з вимiрювальними при-ладами.
5. Розвиток лопчного мислення, зумовлений необхщтстю здiйснення по-рiвняльного аналiзу отриманих розрахункових даних та визначених за допомогою вiртуальних вимiрювальних приладiв.
Лггература
1. Ладогубець Н.В. Анал1з вибору передумов оптимальност навчального процесу бака-лавр1в у вищш техшчнш школ1 / Н.В. Ладогубець // Теор1я i практика педагогичного процесу : зб. наук. праць. - Харюв : Вид-во "Каравела", 2000. - С. 60-66.
2. Щерба А.А. Електротехшка. Лшшш кола : лаборат. практ. / А. А. Щерба, 1.А. Петренко. - К. : Вид-во НТТ Украши "КП1", 2007. - 140 с.
3. Офщшний сайт компани NI. [Електронний ресурс]. - Доступний з http://www.ni.com/ multisim/.
4. Шегедин О.1. Теоретичнi основи електротехшки / О.1. Шегедин, В.С. Маляр. - Львiв : Вид-во "Магжотя плюс", 2004. - Ч. 1. - 169 с.
Цыбуляк Б.З. Моделирование линейных электрических цепей постоянного тока
Рассмотрены аспекты использования компьютерных технологий в учебном процессе Львовского государственного университета безопасности жизнедеятельности для преподавания ряда технических дисциплин. Разработаны методические указания к лабораторной работе по исследованию электрических цепей постоянного тока с использованием законов Кирхгофа на базе програмного обеспечения NI Multi-sim. Проанализированы преимущества использования виртуальной лаборатории для моделирования работы электрических цепей.
Ключевые слова: информационные технологии, моделирование, электрическая схема, закон Кирхгофа, Multisim.
Tsybulyak B.Z. Simulation of linear electric DC circuits
The aspects of using computer technologies in educational process Lviv State University of Vital Activity Safety while teaching a several of technical disciplines are considered. Guidelines for laboratory studies of DC circuits using Kirchhoffs laws were created using the software NI Multisim. The advantages of using a virtual laboratory for simulating the processes in electrical circuits was analyzed.
Keywords: information technology, simulation, electrical circuit, Kirchhoffs circuit law, Multisim. _
УДК 65.012.8 Проф. С.В. Васильчак, д-р екон. наук;
магктрант О.В. Байдак - Львiвський ДУВС
ПОРЯДОК АТЕСТУВАННЯ СИСТЕМИ ТЕХН1ЧНОГО ЗАХИСТУ ШФОРМАЦП
Yci суб'екти системи техшчного захисту шформацп, як здшснюють свою дь яльшсть у сферi техшчного захисту шформацп, мають проходити вщповщну атеста-щю. Проаналiзовано процес атестування системи техшчного захисту шформацп: етапи побудови моделi загроз шформацп, види атестування, порядок здшснення та термши його проведення, розглянуто об'екти та суб'екти атестування.
Вступ. Функцюнування системи техшчного захисту шформацп здшснюеться з урахуванням необхщносп гарантування вщповщносп р1вня за-хищеност шформацп вимогам нормативних докуменпв. При цьому належну яюсть робгг 1з техшчного захисту шформацп можна забезпечити за умови за-
