Лучшая программа для электриков и радиолюбителей — Electronics Workbench
Электротехника и электроника — это очень интересные направления, которыми многие занимаются и интересуются. А Electronics Workbench — лучшая программа для электриков и радиолюбителей. На бытовом уровне она будет полезна для понимания базовых электротехнических понятий, таких как получение, распределение, преобразование и использование электрической энергии. А большое количество представленных компонентов позволит радиолюбителям разрабатывать и проверять электронные схемы. При этом вам не нужно отвлекаться на особенности применения комплексных чисел, правил Кирхгофа для разветвленных цепей и иных формул. Программа все посчитает за вас. А при желании, если вы еще не знакомы с формулами и правилами, можете их изучить, сделать самостоятельные расчеты и проверить себя, сравнив результаты с полученными в программе.
Для специалистов программа Electronics Workbench также придется кстати. Как и упоминалось выше, она упростит создание и анализ электронных и электрических схем. Это очень важно, так как часто, пытаясь получить наглядное описание тех или иных процессов, мы обращаемся за помощью к текстовым и видео материалам из интернета. А там электрик со стажем нам с умным видом объясняет. Мы в этой теме не разбираемся, и верим каждому слову, подкрепленному какими-то схемами на листочках, на доске. Но, к сожалению, часто они совершают глупые ошибки, причем в базовых вопросах. Некоторые не понимают, как работает заземление, некоторые утверждают, что между нейтральным проводом и землей нет разности потенциалов из-за того, что нейтраль заземлена. И такие ошибки накапливаются, тиражируются. А потом попробуй человеку объясни. Ему же популярный электрик объяснял. Все ошибаются, упускают детали. И чтобы этого не происходило, очень удобно перенести схемы с листочков в программу, запустить проверку и проанализировать показания индикаторов.
Electronics Workbench — видео обзор лучшей программы для электриков и радиолюбителей
Представленный видео обзор программы Electronics Workbench является более наглядной версией изложенного текстового материала:
Electronics Workbench — работа в программе, электротехника и электроника
Теперь перейдем непосредственно к программе и рассмотрим конкретный пример. Наверно многие знают, что абсолютно исправная стиральная машина, подключенная без заземления имеет потенциал на корпусе 110 Вольт. И вот я имел неосторожность оставить под роликом электрика комментарий, что якобы эти 110 Вольт не совсем обычные и при контакте с человеком не создают в цепи опасных токов. Реакция, конечно, была неоднозначная. Тем более ролик был снят с использованием такой же программы. Достаточно было всего лишь измерить силу тока. Казалось мелочь, но без этих мелочей многие приходят к неверным заключениям.
Воссоздадим в программе ситуацию со стиральной машиной. Для начала нам нужна электроэнергия. От распределительного трансформатора по опорам идут три фазы и совмещенный рабочий нулевой и защитный PEN проводник.
В программе нажимаем вкладку источники. В открывшемся списке выбираем источник переменного напряжения и с зажатой левой клавишей мышки переносим его в рабочее поле. Нам нужно три источника, так как в трансформаторе три фазы соединенные в звезду. Для редактирования элементов выделяем их нажатием левой кнопки мыши. Поворот и отражение производится через соответствующие пункты из панели инструментов. Для источников питания можно настроить среднеквадратичное значение источника переменного напряжения, частоту и фазовый угол. Это можно сделать двойным нажатием левой кнопки мышки по элементу. Зададим для источников питания следующие фазовые углы 0, 120 и 240 градусов.
Теперь нужно заземлить нейтраль трансформатора. В той же вкладке выбираем элемент «земля». По нормам сопротивление всех заземлителей нейтрали трансформатора не должно превышать 4 Ом. Поэтому из соседей вкладки с основными элементами добавляем резистор. По умолчанию он имеет сопротивление 1 кОм. Изменяем это значение на 4 Ом.
Соединим выбранные элементы между собой. Для этого наводим курсор к выводам элементов. Как только появится точка, нажимаем левую кнопку и перетягиваем до нужного вывода другого элемента. Таким образом соединяем источники питания в звезду. От нейтральной точки соединяемся с резистором и далее с землей.
Далее добавим три резистора по одному на каждую фазу. Условно это потребители (квартиры или дома по улице). Мы знаем, что потребление электроэнергии измеряется мощностью. Для расчета мощности по току и сопротивлению используется формула P = R × I², где R — сопротивление; P — мощность; I — сила тока. Помещая в цепь резистор с определенным сопротивлением, мы узнаем силу тока в цепи и, зная два параметра, узнаем мощность. Для определения силы тока добавим на каждую фазу по амперметру из панели индикаторов. По умолчанию амперметр измеряет постоянный ток. Нам нужно изменить в настройках на переменный ток.
Для того чтобы цепи замкнулись, резисторы потребителей нужно соединить с нейтралью. Важный момент, который не нужно упускать — это сопротивление проводов. Например, электрическое сопротивление жилы самонесущего изолированного провода (СИП) сечением 25 мм² равно 1,380 Ом/км. Поэтому добавим в схему еще 4 резистора с сопротивлением 0,8 Ом. Значение зависит от конкретного провода и длины.
Так как стиральная машина не заземлена, то в дом приходит только фаза и рабочий нулевой (N) проводник. Реализуем ответвление проводов в программе при помощи монтажных точек. У нас получается всем известная «двухпроводка», которую многие по ошибке продолжают именовать TN-C. Системы TT с отдельным контуром у нас тоже нет.
Прежде чем подключить стиральную машину в сеть, разберемся с сетевым фильтром — виновником появления 110 Вольт на корпусе. Рассмотрим его схему:
Для отрисовки сетевого фильтра понадобятся две катушки индуктивности, резистор и три конденсатора. Все эти компоненты находятся во вкладке основных элементов. Для катушек задаем индуктивность 1 мГн. Для резистора — сопротивление 680 кОм. Для одного конденсатора емкость — 0,47 мкФ, а для двух оставшихся — по 0,025 мкФ. Последние два конденсатора образуют емкостной делитель напряжения, на средней точке которого половина сетевого напряжения, то есть 110 В. Эта точка соединена с корпусом стиральной машины, которая в свою очередь должна быть заземлена.
Включаем стиральную машину и проверяем вольтметром напряжение на средней точке сетевого фильтра. Как и с амперметром не забываем перевести вольтметр в режим измерения переменного тока. Включаем моделирование. Вольтметр показывает потенциал на корпусе 105 Вольт. Таким же способом мы можем узнать, что на участке нейтрального провода с сопротивлением 0,8 Ом напряжение 2 Вольта.
Заменим вольтметры амперметрами, добавим человека с условным сопротивлением 1000 Ом и посмотрим, какой ток через него пройдет при хорошем контакте с землей. Как видно при контакте с потенциалом 110 Вольт от стиральной машины через человека прошло даже меньше тока, чем при контакте с нейтральным проводом с потенциалом 2 Вольта (1,7 миллиампер против 2 миллиампер). Такая разница произошла за счет конденсаторов сетевого фильтра. При контакте же с обычными 110 вольтами через человека с сопротивлением 1000 Ом по закону Ома должны были пройти смертельные 110 миллиампер.
Завершая обзор, можно отметить, что, при добавлении заземления с сопротивлением заземлителя 100 Ом к стиральной машине, ток, проходящий через человека, снизится с 1,7 миллиампер до 0,15 миллиампер.
Electronics Workbench — скачать программу, особенности установки
Как видно, программа Electronics Workbench проста в использовании и обладает хорошим функционалом. Единственный нюанс — не на каждую операционную систему она установится. С Windows 7 проблем нет. Пользуясь же более свежими операционными системами без танцев с бубнами не обойтись.
Для оптимальной работы в среде Windows 7 необходимо провести следующие настройки программы: после установки в файле EWB.INI в конце нужно дописать строку din=on; после установки находим ехе файл программы, открываем свойства — совместимость и ставим галочку напротив отключить композицию рабочего стола.