МІНИСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

ПЕРВОМАЙСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ КОЛЕДЖ

ПЕРВОМАЙСЬКОГО ПОЛІТЕХНІЧНОГО ІНСТИТУТУ

Національного університету кораблебудування імені адмірала Макарова

О.М. Олійник

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ДО ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ З ДИСЦИПЛІНИ

"ТЕОРІЯ ЕЛЕКТРИЧНИХ ТА МАГНІТНИХ КІЛ"

ПЕРВОМАЙСЬК 2011р.

МІНИСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

ПЕРВОМАЙСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ КОЛЕДЖ

ПЕРВОМАЙСЬКОГО ПОЛІТЕХНІЧНОГО ІНСТИТУТУ

Національного університету кораблебудування імені адмірала Макарова

О.М. Олійник

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ДО ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ З ДИСЦИПЛІНИ

"ТЕОРІЯ ЕЛЕКТРИЧНИХ ТА МАГНІТНИХ КІЛ"

ПЕРВОМАЙСЬК 2011р.

ББК 31.211

УДК 621.3

О-54

Автор: О.М. Олійник, викладач другої категорії Первомайського політехнічного коледжу

ППІ НУК імені адмірала Макарова

Рецензент В.М.Будзіровський, старший викладач кафедри фундаментальних та загально технічних дисциплін ППІ НУК імені адмірала Макарова

Розглянуто та ухвалено цикловою комісією фундаментальних дисциплін ППК ППІ НУК

Протокол №7 від 21.03.2011р.

Рекомендовано до друку навчально – методичною радою Первомайського політехнічного коледжу ППІ НУК

Протокол №9 від 11.04.2011р.

Дані методичні вказівки відповідають навчальній програмі з дисципліни "Теорія електричних та магнітних кіл" для спеціальності для 5.05010201 – ”Обслуговування комп’ютерних систем і мереж”.

Мета цієї методичної розробки забезпечити ґрунтовне засвоєння теоретичного та практичного курсу з дисципліни "Теорія електричних та магнітних кіл", сприяти формуванню навичок у застосуванні методів розрахунку електричних та магнітних кіл. В даному методичному посібнику уміщено відомості про уніфіковане лабораторне устаткування та вимоги техніки безпеки при роботі на ньому. Описано 15 лабораторних робіт з "Теорії електричних та магнітних кіл", методику їх виконання.

Олійник О.М. Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни "Теорія електричних та магнітних кіл", - Первомайськ, 2011-80с.

м. Первомайськ

ППІ НУК

Імені адмірала Макарова

2011

ЗМІСТ

Вступ 7

Правила виконання лабораторних робіт. 9

Основні правила техніки безпеки при виконанні лабораторних робіт 10

Оформлення звітів 11

Лабораторна робота 1.

Дослідження кіл з послідовним, паралельним та мішаним з’єднанням

опорів. 13

Лабораторна робота 2.

Вимірювання потужності та роботи в колах постійного струму. 20

Лабораторна робота 3

Дослідження еквівалентних перетворень сполучень резисторів за

схемами "зірка" та "трикутник". 23

Лабораторна робота 4.

Визначення втрат напруги в лініях. 27

Лабораторна робота 5.

Дослідження нелінійних електричних елементів 30

Лабораторна робота 6.

Дослідження електричного кола змінного струму з послідовним

з’єднанням активного та індуктивного опорів. 35

Лабораторна робота 7.

Дослідження електричного кола змінного струму з паралельним

з’єднанням активного та ємнісного опорів. 40

Лабораторна робота 8.

Дослідження електричного кола змінного струму з послідовним

з’єднанням активного, індуктивного та ємнісного опорів. 44

Лабораторна робота 9.

Дослідження електричного кола змінного струму з паралельним

з’єднанням активного, індуктивного та ємнісного опорів. 48

Лабораторна робота 10.

Дослідження трифазної системи змінного стуму при з’єднанні

споживачів зіркою. 52

Лабораторна робота 11.

Дослідження трифазної мережі змінного струму при з’єднанні

споживачів трикутником. 55

Лабораторна робота 12.

Дослідження параметрів двох індуктивно зв'язаних котушок. 58

Лабораторна робота 13.

Отримання здвигу фаз 90° між струмом і напругою. 64

Лабораторна робота 14.

Вивчення перехідних процесів при зарядці і розрядці конденсатора. 67

Лабораторна робота 15.

Дослідження однофазного трансформатора. 71

Література 78

ВСТУП

Електротехніка - галузь науки й техніки, у якій вивчають взаємозумовлені і безперервно пов’язані електричні й магнітні явища та їх використання із практичною метою. Ця наука з успіхом вирішує багато енергетичних проблем, пов’язаних із перетворенням різних видів первинної енергії природи на особливу вторинну - електричну. Окрім цього, електротехніка розробляє способи застосування електричних та магнітних явищ у технологічних цілях, що забезпечують впровадження безперервних інтенсивних і автоматизованих процесів для зміни геометричної форми тіл, структури і складу матеріалу, а також хімічних перетворень одних речовин на інші. Вона дозволяє вирішити численні задачі з отримання, збереження, оброблення і передавання електричних сигналів і інформації із широким застосуванням обчислювальної і комп’ютерної техніки, керуючих машин з відповідним програмним матеріалом і промислових установок телебачення.

Електричні й магнітні явища були відомі у глибоку давнину, але початком розвитку науки про ці явища прийнято вважати 1600p., коли англійський фізик В. Гілберт опублікував результати дослідження електричних та магнітних явищ і впровадив термін "електрика", що позначає сукупність явищ, пов'язаних з існуванням та проявом дій електричних зарядів. Перші праці в галузі статичної електрики у Росії належать геніальному російському вченому - енциклопедисту

М.В. Ломоносову, який запропонував у 1753 р. теорію атмосферної електрики. Французький фізик Ш. О. Кулон установив у 1785 р. Закон взаємодії електричних зарядів, а італійський фізик Вольта створив у 1799 р. перше електрохімічне джерело електричної енергії - гальванічний елемент і батарею з цих елементів, що дозволило отримати електричний струм як безперервний однонаправлений рух електричних зарядів. У подальшому англійці А. Карлейл і В. Нікольсон здійснили у 1800 р. електроліз води, а потім й інших рідин.

Існуючий рівень розвитку сучасної електротехніки і електроніки забезпечує впровадження електрифікації і електронізації в усі види засобів комплексної механізації й автоматизації, що сприяє збільшенню продуктивності праці й підвищенню якості продукції, що виробляється.

Дані рекомендації розроблені з метою орієнтації студентів щодо самостійного засвоєння основних положень теми ˝Електричні кола постійного і змінного струму, ˝Трансформатори˝. Вони направлені на формування у студентів здатності самостійно мислити, на поглиблене вивчення навчального матеріалу і засвоєння теоретичних знань, набуття практичних навичок при розрахунках електричних кіл, на здійснення самоконтролю знань.

Дані методичні вказівки дають студентам наочне уявлення про фізичні процеси, що відбуваються в електричних та магнітних колах, про роботу тих або інших електричних апаратів, про властивості їх і характеристики. Під час виконання лабораторних робіт студенти дістають корисний для майбутньої роботи досвід дослідження, особливо там, де треба виконувати різні вимірювання, ремонт і налагодження електрорадіотехнічного обладнання.

У методичних вказівках описано структуру 15 лабораторних робіт, які охоплюють основні розділи дисципліни "Теорія електричних та магнітних кіл". Опис кожної лабораторної роботи складається з визначення мети, викладу порядку виконання роботи, контрольних запитань. В кожній лабораторній роботі наводяться короткі теоретичні відомості з досліджуваної теми.

Правила виконання лабораторних робіт

Кожна лабораторна робота виконується на окремому робочому місці. Виконання роботи передбачає складання схем, вимірювання, обробку отриманого дослідженого матеріалу та складання звіту спостережень.

Перед складанням схеми необхідно ознайомитися з матеріальною частиною: приладами, автотрансформаторами, джерелами живлення, осцилографами та ін., записати їх паспортні дані. Дуже важливо з'ясувати, які затискачі приладів відповідають тим чи іншим джерелам схеми. На першому занятті студенти ознайомлюються з основними правилами техніки безпеки. Про знання цих правил та про відповідальність за їх виконання кожен студент розписується в журналі реєстрації інструктажу з техніки безпеки.

Перед початком складання кола необхідно переконатись у тому, що напруга на затискачах джерела живлення відсутня.

Складаючи схему досліджень, основну увагу треба звернути на надійність контактів. При складанні кола завжди слід збирати спочатку головне послідовне коло з амперметром і струмовими колами ватметрів, потім допоміжні та паралельні кола, підключаючи вольтметри та обмотки напруги ватметрів. При такій послідовності складання схеми кола зменшується можливість неправильних з'єднань, а також значно скорочується час збирання кола.

Перед вмиканням електричного кола всі апарати, що регулюють струм і напругу (реостати, автотрансформатори), повинні бути встановлені в положення, що відповідає мінімуму величини, що регулюється. Усі багатомережеві прилади повинні бути увімкнені на максимальні межі вимірів. Перехід на менші межі вимірів допускається тільки після дослідної перевірки роботи кола. Складена схема обов'язково перевіряється усіма членами бригади, які виконують дану роботу, а потім вже викладачем або лаборантом. Без дозволу викладача підключати коло до мережі

Забороняється

На увімкнутому під напругу колі слід зробити всі регулювання та перевірити почергово всі потрібні режими роботи. Необхідно постійно стежити за показами вимірювальних приладів. Якщо стрілки приладів виходять за межі шкали, необхідно негайно вимкнути вимикач.

Під час роботи забороняється відходити від обладнання, що знаходиться під напругою. Під час проведення досліду покази приладів записують у заздалегідь складені таблиці з в казанням постійної ціни поділки приладу.

Після закінчення всіх спостережень і вимірювань коло вимикається з мережі, але не розбирається до затвердження викладачем попередніх результатів роботи. Експеримент із помилковими даними слід повторити.

Про виконану лабораторну роботу складається звіт. Бригада, яка не подала звіт про попередню роботу, до лабораторних робіт не допускається.

Під час роботи в лабораторії студенти повинні дотримуватись правил техніки безпеки й правил внутрішнього розпорядку вищого навчального закладу.

Студенти, які порушують ці правила, від роботи в лабораторії відстороняються.

У випадках, коли порушення правил тягне за собою зруйнування обладнання, ремонт та відновлення останнього проводиться за кошти порушника.