Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Московский государственный открытый университет коломенский институт (филиал)

________________________________________________________

Кафедра автоматики и электроники в машиностроении «утверждено»

Учебно-методическим

Советом КИ МГОУ

Председатель Совета

_________________

____________ 2009 г

Лабораторный практикум

по дисциплине

«Теоретические основы электротехники»

для студентов неэлектротехнических специальностей

Лобанов А.П.

Ульянова И.Д.

Толстиков С.И.

Коломна

2009

Содержание

Введение ………………………………………………………………………………	3
Лабораторная работа №1 «Расширение пределов и поверка вольтметра»……..	4
Лабораторная работа №2 «Разветвленная цепь постоянного тока»…………….	8
Лабораторная работа №3 «Индуктивная цепь»……………………………………....	10
Лабораторная работа №4 «Цепи однофазного переменного тока»….....….…….	15
Лабораторная работа №5 «Трехфазные электрические цепи»………….………….	19

ВВЕДЕНИЕ

Лабораторный практикум предназначен для использования студентами неэлектротехнических специальностей (ДВС, ТМС) очного и очно-заочного отделений в качестве учебно-методического руководства при изучении курса «Теоретические основы электротехники» и первой части курса «Электротехника». Практикум базируется на теоретических материалах курса лекций и практических занятий.

Лабораторная работа №1 Расширение пределов и поверка вольтметра

1. Цель работы.

Приобретение навыков по измерению электрических напряжений. Определение возможности расширения пределов измерения вольтметра. Оценка точности результатов измерения (поверка).

2. Описание установки.

Схема для испытания вольтметра содержит:

• Блок питания Б5-8, вырабатывающий постоянное регулируемое напряжение от 0 до 45 В;

• Магазин сопротивлений, позволяющий подключать последовательно испытываемому вольтметру добавочное сопротивление R_ДОБ ;

• Вольтметр испытываемый V_ИСП, стрелочный типа М361;

• Вольтметр образцовый V_ОБР типа В7-38.

+

Блок

питания R_ДОБ

–

Рис. 1

3. Подготовка к работе.

Ознакомиться с испытываемым и образцовым вольтметрами. Установить по имеющимся на них маркировкам их систему, класс точности, цену деления, пределы измерения и заводские номера. Записать полученные данные в таблицу 1.

Таблица 1

Наименование	Тип	Система	Класс точности	Цена деления	Предел измерения	Заводской номер

Внутреннее сопротивление испытываемого вольтметра R_BH = 1 кОм.

4. Рабочее задание

4.1. Собрать цепь (рис. 1) для поверки вольтметра и представить ее на проверку преподавателю.

4.2. Рассчитать сопротивления добавочных резисторов и определить новую цену деления С испытываемого вольтметра при расширении его пределов измерения в 2, 4, 6 раз. Записать полученные величины в таблицу 2.

U_H

R _ДОБ = R_BH – 1 Ом

U_B

где: R_BH – внутреннее сопротивление вольтметра;

U_B – предел измерений вольтметра;

U_H – новый (расширенный) предел измерений.

Цена деления шкалы вольтметра при этом будет равна:

U_H

С =



где  – число делений шкалы.

Таблица 2

Предел измерения	UИСП	В	15	30	45
Добавочное сопротивление	RДОБ	кОм
Цена деления	С	В/дел.

4.3 Включить блок питания. Проверить показания испытываемого вольтметра с помощью образцового прибора. Для этого, регулируя напряжение с помощью переключателя (грубо) и реостата (точно), расположенных на блоке питания, установить стрелку испытываемого вольтметра V_ИСП на цифровых делениях шкалы (2; 4; 6; 7,5 В). Каждому показанию испытываемого вольтметра должно соответствовать два показания образцового вольтметра: U_ОБР1 измеряется при увеличении напряжения, U_ОБР2 – соответственно при снижении напряжения. Полученные результаты заносят в таблицу 3, соответственно в верхнюю и нижнюю строки.

Внимание! При увеличении напряжения на блоке питания от нуля до максимального значения, устанавливать напряжение по показаниям испытываемого вольтметра, записывая показания образцового вольтметра.

При увеличении напряжения к каждому заданному значению испытываемого вольтметра стрелка по шкале должна подходить только с левой стороны. При снижении напряжения от максимального значения до нуля стрелка должна подходить только с правой стороны (устранение люфта в механической системе вольтметра).

При измерении значений напряжения испытываемым вольтметром без изменения пределов измерения добавочной сопротивление равно нулю, т.е. на магазине сопротивлений должен быть выставлен «0».

4.4. Для расширения пределов измерения испытываемого прибора в 2, 4 и 6 раз на магазине сопротивлений выставляются значения добавочного сопротивления R_ДОБ, рассчитанные в п.4.2 и занесенные в таблицу 2. Повторить измерения в соответствии с п.4.3, результаты занести в таблицу 3.

Таблица 3

UИСП

В

2

4

6

7,5

2×2

4×2

6×2

7,5×2

2×4

4×4

6×4

7,5×4

2×6

4×6

6×6

7,5×6

UОБР1

В

UОБР2

В

4.5 Показания прибора всегда отличаются от действительного значения измеряемой величины. Это отличие определяет погрешность измерения.

Абсолютная погрешность равна разности показаний прибора х и действительного значения измеряемой величины х₀:

х = х – х₀; (U = U_ИСП – U_ОБР)

Эта величина определяет ошибку измерения, но не определяет точность измерения величины, которая определяется относительной погрешностью.

Относительная погрешность равна отношению абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой величины, выраженная в процентах.

х U

_Х =  100% _U =  100%

х₀ U_ОБР

Для оценки точности измерения одним прибором используется понятие приведенной погрешности:

х U

_Х =  100% _U =  100%

х_N U_NИСП

где х_N – нормирующее значение прибора, которое определяется как разность пределов измерения.

Максимальное значение приведенной погрешности, которое может возникнуть при измерении прибором, соотнесенное с ближайшим максимальным значением стандартного ряда, называется классом точности прибора. ГОСТ нормирует следующие значения класса точности: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,5; 2,5; 4.

5. Контрольные вопросы.

5.1. Каким образом R_ДОБ позволяет расширить диапазон измерений вольтметра?

5.2. Как оценивается ошибка измерения, точность измерения и точность прибора?

5.3. Вычислить ошибку вольтметра, имеющего класс точности 0,1 при диапазоне измерений 5 – 20 В?