Лабораторна робота № 1 ознайомлення зі стендом. Вимірювання опорів, напруги та струмів

Мета роботи: Ознайомитися з принципом роботи навчально-дослідного лабораторного стенду УІЛС-2; розрахувати допустимі значення струмів та напруги для резисторів комплекту-набору та визначити їх дійсне значення опору; експериментально зняти вольт-амперні характеристики лінійних резисторів.

Обладнання: лабораторний стенд УІЛС-2, набір-комплект елементів, мультиметри, з'єднувальні дроти.

Загальні відомості і технічні дані щодо стенду уілс-2

Навчально-дослідні лабораторні стенди (УІЛС-2) розроблені колективом кафедри ТОЗ Одеського політехнічного інституту і виготовлені експериментальним заводом того ж інституту. Вони призначені для виконання лабораторних робіт з курсу "Теорія електричних і магнітних кіл" та навчально-дослідних робіт студентів.

Загальний вид стенда показано на рис. 1.1.

Живлення його здійснюється від мережі трифазної напруги 380-220-127В. Споживана потужність - не більше 500ВА.

Зліва від оператора на стенді розташовані блоки живлення постійної, однофазної та трифазної напруги. їх технічні характеристики наведено в таблиці 1.1

Таблиця 1.1.Технічні характеристики джерел живлення стенду УІЛС-2
Найменування джерел	U,В	І, А	f, кГц	Rвн, Ом
Джерело нерегульованого постійного струму	20	1		5-6
Джерело регульованого постійного струму	0-24	1		1,4-2,2
Джерело однофазного змінного струму синусоїдальної трикутної та прямокутної форми	0-24	1	1-8	-
Джерело трифазного струму	0-40	1	0,05	-

Всі блоки живлення стенду забезпечені електронним захистом, що спрацьовує при струмі 1А.

Праворуч від оператора на стенді розташовані блоки пасивних R, L, С елементів. З них елементи з індексами 1, 2, 3 - нерегульовані, а з індексом 4 - регульований. Параметри зазначених елементів наведено в таблиці 1.2.

В центрі стенду розташовано набірне поле, на якому можуть бути зібрані різні схеми з елементів комплект-набору. Останній надається до кожного стенду і містить:

• 10 резисторів;

• 10 котушок індуктивності;

• 9 конденсаторів;

• 25 перемичок;

• 14 довгих провідників;

• 15 коротких провідників.

Параметри R, L, С елементів комплект-набору наведено в таблиці 1.3, причому, можливе відхилення від номіналу до 10%.

Стенд оснащений також двома цифровими приладами для вимірювання опору, струмів і напруги, на Y/∆ стінці стенду передбачені спеціальні розетки з напругою 220 В.

Таблиця 1.2 Параметри блоків пасивних R, L, С елементів
Індекси елементів	R		L		C
	R, Ом	Pдоп, Вт	L, мГн	RL, Ом	C, мкФ
1	100	10	175	3,75	5
2	200	10	690	21	10
3	400	15	5,5	6,5	20
4	0-103	2	0-100	0-52	0-10

Примітки:

1. Елементи L₁ і L₂ розміщені на загальному сердечнику, їх взаємоіндуктивність М=250мГн;

2. Опори, зазначені для котушок індуктивності, є омічними

Таблиця 1.3. Параметри елементів комплект-набору
Резистори		Конденсатори		Котушки індуктивності
Номер зл-та	R,Ом	Номер зл-та	С,мкФ	Номер зл-та	L,мГн	RL, Ом	Ідоп,мА
01	51	11	0,1	20	2	0,35	225
02	75	12	0,25	21	3	0,64	190
03	100	13	0,5	22	5	0,78	150
04	150	14	0,75	23	7	0,9	125
05	200	15	1,0	24	10	0,99	100
06	300	16	1,25	25	15	1,18	85
07	510	17	1,5	26	20	1,38	75
08	700	18	1,75	27	30	1,63	60
09	800	19	2,0	28	50	2,05	50
10	1000			29	70	2,50	40

Обробка результатів

1. Використовуючи номінальні значення опорів резисторів 01-10 комплекту-набору, знайти для них I_доп і U_доп за умови, що Р_доп=2Вт.

2. За допомогою мультиметра у режимі омметра виконати прямі виміри опорів резисторів 01-10 комплекту-набору. Результати вимірів занести в таблицю 1.4.

3. Зібрати схему рис.1.2 для визначення опорів по методу амперметра і вольтметра.

4. Використовуючи в якості R_x схеми резистори № 01-10 комплекту-набору, визначити їхній опір по методу амперметра і вольтметра (тобто за законом Ома). При цьому напруга на затисках резисторів не повинна перевищувати величину U_доп. Результати вимірів записати в таблицю 1.4.

5. Використовуючи в якості R_x схеми резистори R₁ і R₂ з блоку опорів, зняти їхні ВАХ., змінюючи напругу джерела від 0 до 20 В с дискретністю 2 В. Результати вимірів записати в таблицю 1.5.

6. Побудувати ВАХ резисторів R₁ і R₂ використовуючи дані таблиці 1.5. Розрахувати значення їхніх опорів.

Таблиця 1.4. Результати вимірювання опорів по методу амперметра і вольтметра
№ елемента	01	02	03	04	05	06	07	08	09	10
Rном, Ом	51	75	100	150	200	300	510	700	800	1000
Rпрям, Ом
Ідоп, мА
Uдоп, В
U, В
І, мА
Rнепрям, Ом

Таблиця 1.5. Вольт-амперна характеристика опорів R1 і R2
R1	U, В
	І, мА
	R,0м
R2	U, В
	І, мА
	R ,0м

Контрольні питання

1. Дати визначення потенціалу, напруги, е.р.с. джерела електричного струму, сили струму, опору та потужності.

2. Як установлюється значення граничної розсіяної потужності P_доп для резистора?

3. Пояснити зміст основних законів електротехніки.

4. Назвати режими роботи найпростішого електричного кола. Навести приклади його практичного застосування.

5. У чому принципова різниця між лінійним та нелінійнім резистором?