Федеральное агентство по образованию
Федеральное государственное образовательное учреждение среднего
профессионального образования
«ТУЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОММУНАЛЬНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ТЕХНИКУМ»
УТВЕРЖДАЮ
Заместитель директора по УР
_____________ В.Г. Цибикова
«____»______________ 2007 г.
ВИРТУАЛЬНЫЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ (ПРАКТИЧЕСКИЕ) РАБОТЫ
по дисциплине «Электротехника»
для студентов 2 курса очного отделения специальности 270103 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений»
Комплект рассмотрен на заседании цикловой комиссии
общепрофессиональных дисциплин ________ «____»________ 200__ г.
Председатель цикловой комиссии _____________ А. Л. Боярова
Преподаватель ________________ Е.И. Гончарова
Тула 2007
Перечень работ
Лабораторная работа № 1. «Виды соединений резисторов. Проверка законов Ома и Кирхгофа».
Лабораторная работа № 2. «Неразветвлённая цепь переменного тока с активным, индуктивным и ёмкостным сопротивлениями».
Лабораторная работа № 3. «Исследование трёхфазной цепи при соединении потребителей звездой».
Лабораторная работа № 4. «Снятие рабочих характеристик трёхфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором».
Лабораторная работа № 5. «Сборка и проверка схемы релейно-контакторного управления трёхфазным асинхронным двигателем».
Лабораторная работа № 6. «Исследование работы выпрямительных схем при помощи осциллографа».
Введение
При современном развитии электротехники и широком её применении во всех областях техникам приходится иметь в своей работе дело с вопросами применения электроэнергии. Без достаточно глубокого знания электротехники и ясного представления о физических процессах в электрических установках нельзя улучшить технологию производства, применить новые методы контроля и т. д.
Существенной составной частью курса «Электротехника» являются лабораторные занятия, которые помогают лучшему усвоению курса и развитию у учащихся практических навыков.
Лабораторные работы построены по плану:
название работы;
цель работы;
теоретические сведения;
приборы и оборудование;
порядок проведения работы;
лист для промежуточных вычислений;
выводы;
контрольные вопросы;
литература.
Для успешного выполнения опытов, предусмотренных лабораторной работой, необходима тщательная предварительная подготовка учащегося. Только изучив по учебникам теоретический материал, осмыслив содержание работы, заранее познакомившись с принципом действия и правилами эксплуатации используемых в лабораторной работе приборов, можно приступить к её выполнению.
Перед выполнением лабораторной работы студент обязан ответить основные правила техники безопасности, а, закончив её, заполнить отчётный бланк и отчитаться преподавателю по контрольным вопросам.
Система схемотехнического моделирования Electronics Workbench предназначена для моделирования и анализа электрических схем. Работа в реальной лаборатории требует больших временных затрат на подготовку эксперимента. Electronics Workbench – электронная лаборатория, позволяет сделать изучение электрических схем более доступным. Ошибки экспериментатора в реальной лаборатории могут привести к большим материальным потерям, в то время как, работая в Electronics Workbench, студент застрахован от случайного поражения током, а приборы не выйдут из строя неправильно собранной схемы.
Программа Electronics Workbench использует стандартный интерфейс Windows, что значительно облегчает её использование.
На рисунке 1 показаны основные элементы, используемые для моделирования и анализа электрических схем. Моделирование схем осуществляется путём выбора необходимых элементов из библиотеки компонентов и перемещением их с помощью «мыши» на рабочее поле. Двойным щелчком левой кнопки «мыши» на элементе возможно открыть диалоговое окно, в котором указаны параметры этого элемента. Вращение элементов на рабочем поле осуществляется комбинацией клавиш <Ctrl>+<R>. Соединяя выводы элементов между собой, получаем электрическую схему.
Рисунок 1– Основные элементы для моделирования схем
Успешного Вам выполнения данных работ!
Лабораторная работа № 1
Виды соединений резисторов. Проверка законов Ома и Кирхгофа
Цель работы:
1 Освоить методику моделирования электрических схем.
2 Практически убедиться в физической сущности закона Ома для участка цепи и всей цепи.
3 Изучить соотношения между токами и напряжениями при последовательном и параллельном соединении резисторов и определить сопротивление электрической цепи.
4 Проверить опытным путём законы Кирхгофа.
Теоретические сведения
Расчёт и анализ любых электрических цепей может быть произведён с помощью основных законов электрически цепей: закона Ома, законов Кирхгофа.
Как показывают опыты, ток на участке цепи прямо пропорционален напряжению на этом участке и обратно пропорционален сопротивлению этого же участка. Эта зависимость известна как закон Ома:
(1)
Закон Ома справедлив для линейных цепей.
Закон Ома для всей цепи записывается: сила тока в электрической цепи с ЭДС прямо пропорциональна этой ЭДС и обратно пропорциональна сумме сопротивлений внешнего и внутреннего участков цепи.
(2)
Согласно первому закону Кирхгофа, алгебраическая сумма токов в узле равна нулю:
(3)
Например, для узла А (рисунок 2)
.
Рисунок 2 – К пояснению первого закона Кирхгофа
Согласно второму закону Кирхгофа, в любом замкнутом контуре электрической цепи алгебраическая сумма ЭДС равна алгебраической сумме падений напряжений на всех резистивных элементах контура:
(4)
На практике производят расчёт цепей с различными схемами соединения приёмников.
Последовательным соединением приёмников называют такое их соединение, при котором конец предыдущего проводника соединяется с началом только одного – последующего. При последовательном соединении проводников:
(5)
Напряжение, приложенное к цепи равно сумме напряжений на зажимах отдельных приёмников:
(6)
Эквивалентное сопротивление цепи при последовательном соединении приёмников равно сумме сопротивлений отдельных приёмников:
(7)
Параллельным соединением приёмников называют такое их соединение, при котором все проводники подключены между одной и той же парой точек (узлами). При параллельном соединении приёмников:
(8)
(9)
(10)
Приборы и оборудование для работы:
программа Electronics Workbench
источники электрической энергии
Порядок выполнения работы:
Проверить Закон Ома для участка цепи и всей цепи.
Исследовать цепь при последовательном соединении резисторов.
Исследовать цепь при параллельном соединении резисторов.
Проверить законы Кирхгофа.