- •Предисловие
- •Правила внутреннего распорядка и техники безопасности при выполнении лабораторных работ
- •Общие методические рекомендации и указания по выполнению лабораторных работ
- •Лабораторная работа №1 Исследование неразветвленной электрической цепи однофазного синусоидального тока с резисторами, индуктивными катушками и конденсаторами. Резонанс напряжений цели работы
- •Материалы для подготовки к работе
- •Порядок проведения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №2 Исследование разветвленной электрической цепи однофазного синусоидального тока с резисторами, индуктивными катушками и конденсаторами. Резонанс токов цели работы
- •Материалы для подготовки к работе
- •Порядок проведения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №3 Исследование трехфазной цепи при соединении приемников «звездой» цели работы
- •Материалы для подготовки к работе
- •Симметричная (равномерная) нагрузка фаз в трехпроводной цепи трехфазного тока
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №4 Исследование трехфазной цепи при соединении приемников «треугольником» цели работы
- •Материалы для подготовки к работе
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №5 Измерение активной мощности в трехфазной цепи цель работы
- •Материалы для подготовки к работе
- •Метод одного ваттметра
- •Метод двух ваттметров
- •Метод трех ваттметров
- •Порядок проведения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №6 Измерение электрической энергии в цепи однофазного переменного тока цель работы
- •Материалы для подготовки к работе
- •Измерение активной энергии в однофазных цепях
- •2. Измерение активной энергии в трехфазных цепях
- •Порядок проведения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №7 Исследование однофазного трансформатора цели работы
- •Материалы для подготовки к работе
- •Порядок проведения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №8 Исследование электродвигателя постоянного тока параллельного возбуждения цели работы
- •Материалы для подготовки к работе
- •Порядок проведения работы
- •Порядок проведения работы на стенде эв-4
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №9 Исследование однофазного конденсаторного двигателя цели работы
- •Материалы для подготовки к работе
- •Порядок проведения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №10 Исследование трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором цели работы
- •Материалы для подготовки к работе
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы и задания
- •Лабораторная работа №11 Испытание синхронного двигателя цели работы
- •Материалы для подготовки к работе
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №12 Исследование магнитного пускателя цели работы
- •Материалы для подготовки к работе
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №13 Исследование работы полупроводникового выпрямителя цели работы
- •Методика выполнения работы
- •Электронно-дырочный переход при прямом напряжении
- •Электронно-дырочный переход при обратном напряжении
- •Выпрямительные устройства
- •13.6. Диаграмма напряжений и тока в схеме однополупериодного выпрямителя
- •13.10. Внешняя характеристика выпрямителя порядок проведения работы
- •Контрольные вопросы и задания
- •Лабораторная работа №14 Исследование работы однокаскадного усилителя напряжения цели работы
- •Материалы для подготовки к работе
- •Порядок проведения работы
- •Контрольные вопросы
- •Библиографический список
- •Методические указания к графическому оформлению отчета по лабораторным работам (условные графические обозначения в схемах)
- •Приложение 1
- •Оглавление
- •Лабораторный практикум по электротехнике и электронике
- •394036, Воронеж, пр. Революции, 19
Порядок проведения работы
1. По конспекту лекций и данным методическим указаниям изучите устройство и принцип действия усилителя.
2. Ознакомьтесь со стендом ЭВЧ для снятия статических характеристик транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером. Подберите измерительные приборы, изучите инструкцию по технике безопасности в электролабораториях, о порядке безопасной работы с осциллографом OMC-26, универсальным цифровым вольтметром и звуковым генератором ГЗ-102; запишите технические данные всех приборов, используемых в работе, в табл. 14.1.
Таблица 14.1
Технические характеристики приборов и оборудования
Наименование устройства |
Система или тип |
Заводской номер |
Класс точности |
Пределы шкалы |
Цена деления |
|
|
|
|
|
|
3. Снимите входную статическую характеристику транзистора Iб(Uб) при Uк,э=const;
а) соберите схему (рис. 14.1) и подведите к ней напряжение U = 12 В от стабилизированного источника постоянного напряжения;
Рис 14.1. Электрическая схема для снятия статических характеристик транзистора
б) потенциометром RP4 установите на коллекторе транзистора напряжение Uк,э=Uк=0 и в процессе снятия характеристики поддерживайте его неизменным;
в) изменяя потенциометром RP2 напряжение в цепи базы Uб,э=Uк от нуля, установите ток в цепи базы равным значению, указанному в паспортных данных транзистора. Затем, уменьшая напряжение на базе транзистора, произведите пять измерений тока базы
Iб и соответствующего ему напряжения Uб. По результатам измерений постройте на миллиметровой бумаге график Iб(Uб) при Uк=const.
г) повторите опыт при другом заданном преподавателем напряжении на коллекторе, например, при Uк=-2 В; Uк=-5 В. Данные измерений занесите в табл. 14.2.
Таблица 14.2
Результаты измерений для построения входной характеристики
Uк, В |
Значение тока базы Iб, мкА, при напряжении Uб, мВ |
||||
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
|
0 |
|
|
|
|
|
-2 |
|
|
|
|
|
-5 |
|
|
|
|
|
4. Снимите выходную статическую характеристику транзистора Iк(Uк) при Iб=const:
а) с помощью потенциометра в цепи базы транзистора RP2 установите минимальный ток базы (например, Iб=20 мкА);
б) изменяя напряжение коллектора Uк потенциометром RP4 в цепи коллектора от нулевого значения до 15 В, измерьте ток коллектора Iк при пяти значениях Uк и Iб=const;
в) повторите аналогичные измерения при трех других указанных преподавателем значениях Iб. Данные запищите в табл. 14.3.
Таблица 14.3
Результаты измерений для построения выходных характеристик
Ток базы , мкА |
Значение тока коллектора , мА, при напряжении , В |
||||
3 |
6 |
9 |
12 |
15 |
|
0 |
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
80 |
|
|
|
|
|
120 |
|
|
|
|
|
160 |
|
|
|
|
|
5. Ознакомьтесь со схемой однокаскадного усилителя напряжения (рис. 14.2) и проведите исследование влияния параметров элементов усилительного каскада, выполненного на транзисторе по схеме с общим эмиттером, на его амплитудно-частотную характеристику K(f).
К исследуемому усилителю необходимо подключить все указанные на схеме приборы.
5.1. Источник входного сигнала – звуковой генератор типа ГЗ –II2/I с усилителем. Перед его включением органы управления должны быть установлены в следующие положения:
- зажим соединить с зануленным зажимом питающей сети;
- ручка регулировки выходного напряжения – в среднее положение;
- тумблер - положение 0.
Рис. 14.2. Панель лабораторного стенда для исследования
однокаскадного усилителя напряжения
Остальные органы управления могут находиться в произвольном положении. При включении в сеть должен загореться световой индикатор, служащий для подсветки визира шкалы плавной установки частоты, а также световой индикатор сети на передней панели усилителя. До начала исследований усилителя необходимо прогреть звуковой индикатор в течение 15 мин.
5.2. Включить по схеме (см.рис. 14.2) цифровые универсальные вольтметры типа В7-38, установив переключатель рода работ в положение , и электронный осциллограф Э0.
Перед включением в сеть осциллограф типа OMC-26 необходимо выполнить следующие операции:
- установить прибор на рабочее место, обеспечив естественную вентиляцию в вертикальном направлении;
- соединить клемму с проводом защитного заземления;
- убедиться в наличии сетевого предохранителя;
- установить органы управления в исходные положения, указанные в табл. 14.4;
Таблица 14.4
Исходные положения органов управления осциллографа
Органы управления осциллографа |
Обозначение на средней панели прибора |
Исходное положение |
Кнопка |
|
Не нажата |
Резистор |
|
Среднее |
Резистор |
|
Среднее |
Резистор |
ВНУТР, ВНЕШ |
|
Резистор |
|
Среднее |
Резистор |
|
Среднее |
Кнопка |
ЖДУЩ, АВТ |
Не нажата |
Кнопка |
msµs |
Не нажата |
Переключатель |
ВРЕМЯ/ДЕЛ |
“2” |
Переключатель |
V/ДЕЛ |
“1” |
Кнопка |
|
Не нажата |
Кнопка |
|
Не нажата |
Резистор |
УРОВЕНЬ |
Среднее |
- подключить вилку сетевого соединительного шнура к розетке питания;
- нажать кнопку .
Через пять минут после включения осциллографа необходимо убедиться в его нормальном функционировании:
- добейтесь органами управления и оптимальной яркости и фокусировки луча развертки, обратный ход луча не должен быть виден;
- сместить ручкой начало развертки в левую часть экрана, а ручкой установите луч в центр экрана.
6. Снимите и постройте амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) усилительного каскада для диапазона частот 200-200 000 Гц, поддерживая при этом напряжение входного сигнала неизменным и равным =5 мВ. Переключениями на панели установить параметры схемы (см.рис.14.2) усилителя по варианту 1 (табл. 14.5).
Таблица 14.5
Варианты изменяемых параметров усилителя
Номера вариантов |
Параметры элементов схемы усилительного каскада |
||
, кОм |
, кОм |
С,мкФ |
|
1 |
4,3 |
12 |
20 |
2 |
2,2 |
12 |
20 |
3 |
4,3 |
12 |
0,1 |
4 |
4,3 |
8,2 |
20 |
Измерения проводите на частотах: 200, 500, 1000, 2000, 5000, 10 000, 20 000, 50 000, 100 000 и 200 000 ГЦ. При построении амплитудно-частотной характеристики по оси ординат откладывается коэффициент усиления, а по оси абсцисс – частота входного сигнала f в логарифмическом масштабе ( ).
7. Снимите и постройте аналогичные характеристики при других значениях параметров элементов усилителя в соответствии с вариантами 2, 3, 4 (табл.14.5).
При снятии характеристик (пп. 6, 7) следует:
- тумблер на гнезде звукового генератора установить в положение;
- необходимую частоту выходного сигнала подобрать переключателем МНОЖИТЕЛЬ и ручкой ЧАСТОТА;
- проверить балансировку усилителя вертикального отклонения осциллографа, для ч его поставить переключатель V/ДЕЛ в положение “1”; поместить ручкой луч в центр шкалы; перевести переключатель V/ДЕЛ в положение “1”. Если луч не в центре экрана, то ручкой БАЛАНС его надо вернуть в центр экрана и повторить настройку несколько раз.
8. Откалибруйте осциллограф. Для этого необходимо установить органы управления в следующие положения:
- переключатель V/ДЕЛ - ;
- переключатель ВРЕМЯ/ДЕЛ - “2”;
- кнопку “msµs” – ms;
- кнопку ЖДУЩ, АВТ – ЖДУЩ;
- кнопку ВНУТР, ВНЕШ – ВНУТР.
Изображение синхронизируйте ручкой УРОВЕНЬ. Калибровка коэффициента считается законченной, если амплитуда импульсов на экране ЭЛТ занимает 5 делений по вертикали.
Проверьте подстройку коэффициента развертки резистором КОРР.РАЗВЕРТ. Коэффициент развертки считается откалиброванным, если в положении “2” переключателя ВРЕМЯ/ДЕЛ период калибрационного сигнала занимает 10 делений шкалы ЭЛТ.
Произведите измерение частоты сигнала, измерив его период по формуле
,
где n – число целых периодов сигнала (в делениях), укладывающихся наиболее близко к 10 делениям шкалы;
- расстояние, которое занимают измеряемые периоды, деление;
- коэффициент развертки на измеряемом диапазоне.
9. Снимите и постройте амплитудную характеристику усилителя, собранного по варианту 1 на частоте =1 кГц, изменяя от нулевого значения до значения, при котором наблюдается заметное искажение формы выходного сигнала. Зарисуйте на кальку с экрана осциллографа, включенного на выход усилителя, осциллограммы выходного напряжения для линейного и нелинейного участков.
10. Проведите обработку результатов опытов:
а) по входным характеристикам, полученным при выполнении опытов п.3 определите h-параметры транзистора ( - входное сопротивление, - коэффициент обратной связи), для чего на кривых постройте характерический треугольник;
б) по выходным характеристикам (п. 4) найдите параметры - коэффициент усиления по току и - выходную проводимость транзистора; характерические треугольники стройте на линейных участках кривых, вычерченных на миллиметровой бумаге;
в) по одной из АЧХ (пп. 6, 7) определите полосу пропускания усилителя ( );
г) по амплитудной характеристике определите коэффициент усиления по напряжению на линейном участке характеристики и сравните его с коэффициентом усиления, полученном по амплитудно-частотной характеристике;
д) по амплитудной характеристике определите динамический диапазон работы усилителя.