Федеральное агентство связи

ФГОБУ ВПО Сибирский Государственный университет телекоммуникаций и информации

В.Д. Чирков н.М. Гусельникова Теория электрических цепей

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ

(для студентов заочного факультета)

Новосибирск

2012

УДК 621.382

В.Д. Чирков, Н.М. Гусельникова. Основы теории цепей/ Методические указания к лабораторным работам (для студентов заочного факультета).

Приведены методические указания по подготовке и выполнению лабора- торных работ по курсу «Теория электрических цепей» для студентов всех специальностей заочного факультета.

Ил. 20, табл. 11, список лит. 5 наим. Кафедра теории электрических цепей Для всех специальностей

Утверждено редакционно-издательским советом СибГУТИ в качестве ме-

тодических указаний.

© ФГОБУ ВПО Сибирский го- сударственный университет те- лекоммуникаций и информа- тики, 2012 г.

Общие указания к выполнению лабораторных работ

Лабораторные работы выполняются в часы занятий, установленные расписанием. При подготовке к выполнению лабораторных работ студен- ты должны изучить соответствующие разделы теоретического курса, ос- воить приемы работы в электронной лаборатории, уметь оценивать досто- верность получаемых результатов и соотносить их с положениями теории.

По итогам работы каждым студентом оформляется отчет по лабора- торной работе. В отчет заносятся исходные схемы, требуемые предвари- тельные расчеты и данные экспериментов, строятся необходимые графи- ки, заполняются таблицы, делаются выводы по работе.

После оформления работы и беседы с преподавателем по теоретиче-

скому материалу и отчету студент получает зачет по работе.

Лабораторные работы по курсу «Теория электрических цепей» вы- полняются в электронной лаборатории. Лаборатория организована на ком- пьютерах при помощи программы Electronics Workbench (EWB). Особенно- стью программы является наличие любых элементов электрических цепей и контрольно-измерительных приборов, по внешнему виду и характеристи- кам приближенных к их промышленным аналогам. Программа легко осваи- вается и достаточно удобна в работе. После составления схемы моделиро- вание начинается щелчком выключателя в правом верхнем углу экрана.

Окно программы EWB (рис. В1) содержит поле меню, линейку кон- трольно-измерительных приборов, линейку библиотеки компонентов (эле- ментов электрической цепи) и рабочее поле.

В рабочем поле создается схема в соответствии с вариантом лабо- раторной работы. Необходимый для схемы элемент переносится из библиотеки компонентов на рабочее поле движением мыши при нажа- той левой кнопке. Для фиксирования элемента кнопка отпускается. При необходимости каждый из элементов схемы может быть развернут на

^{90° (Ctrl-R). При двойном щелчке левой кнопки по элементу в раскры-}

^{вающемся диалоговом окне устанавливаются требуемые параметры}

элемента (величина, кратность и т.д.). Выбор подтверждается нажатием кнопки Accept с помощью курсора мыши или клавиши Enter.

После размещения элементов на рабочем поле производится соеди- нение их выводов проводниками. При этом необходимо учитывать, что к выводу элемента можно подключить только один проводник, в случае раз- ветвления схемы нужно использовать элементы «узлы». К узлу может быть подключено не более четырех проводников.

Для измерения электрических величин и исследования работы электрической схемы к схеме подключаются контрольно-измеритель- ные приборы. Способ их подключения такой же, как и способ создания схемы.

Рис. В1

Законы Ома и Кирхгофа в резистивных цепях

1. Цель работы.

Изучение и экспериментальная проверка законов Ома и Кирхгофа в разветвленной электрический цепи, содержащей источник и резистив- ные элементы.

2. Подготовка к выполнению работы.

При подготовке к работе необходимо изучить законы Ома для пассив- ного участка цепи, замкнутой цепи, участка цепи с активными (источ- ники) и пассивными (нагрузки) элементами; 1-й закон Кирхгофа – для узла цепи, 2-й закон Кирхгофа – для замкнутого контура цепи.

3. Экспериментальная часть.

_{3.1. Собрать схему (рис. 1).}

Рис. 1

3.2. Установить значение сопротивления резистора

_{R1 равным: 100 + n ⋅10}

(Ом), где n – номер лабораторного стенда;

_{= 100 Ом.}

^{R2 = R3 = R4 = R5 = R6 =}

3.3. Установить

^E₁ ^{= 10 В.}

3.4. Подключить вольтметр к источнику

^E₁ ^{и измерить э.д.с. источника.}

Данные измерения записать в таблицу 1. Поочередно подключая вольтметр ко всем элементам схемы измерить напряжения на них. Данные измерений записать в таблицу 1.

Таблица 1

	E1	U R1	U R2	U R3	U R4	U R5	U R6
Измерено	В	В	В	В	В	В	В

По данным измерений проверить выполнение II закона Кирхгофа

(ЗНК) для любого контура электрической цепи.

3.5. Используя амперметры определить токи в каждой ветви и записать в таблицу 2. По результатам измерений проверить выполнение I закона Кирхгофа (ЗТК) для любого узла схемы.

_{Таблица 2}

	I1	I 2	I 3	I 4	I 5	I 6
Измерено	мА	мА	мА	мА	мА	мА

3.6. Используя закон Ома и данные измерений U и I определить значения резисторов в схеме. Сравнить с заданными значениями.

_{3.7. Убедиться, что токи и напряжения в схеме линейно зависят от значе-}

ния э.д.с.

^E₁ ^{. Для этого – уменьшить}

^E₁ ^{в 2 раза и выполнить изме-}

рения, расчеты и заполнить таблицы аналогичные таблицам 1 и 2

п.п. 3.4, 3.5. Объяснить полученные результаты.

_{3.8. Убедиться, что токи и напряжения в схеме зависят от величины любо-}

го резистора схемы. Для этого – восстановить прежнее значение

^E₁ ^,

но уменьшить сопротивление резистора

^R₁ ^{в 2 раза и выполнить}

измерения, расчеты и заполнить таблицы аналогичные таблицам 1

и 2 п.п. 3.4, 3.5. Объяснить полученные результаты.

4. Требования к отчету.

Отчет должен содержать:

– схему с указанием всех элементов;

– данные элементов схемы;

– контрольный (поверочный) расчет токов и напряжений в исходной схеме (п. 3.1). Результаты расчета проверить по I и II законам Кирхгофа;

– таблицы 1 и 2 для измеренных напряжений и токов исходной схе-

_мы;

– таблицы для измеренных напряжений и токов при уменьшении E₁

в 2 раза;

– таблицы для измеренных напряжений и токов при уменьшении R₁

в 2 раза;

_{– выводы по проделанной работе.}

При защите лабораторной работы необходимо знать основные за-

коны и методы расчета резистивных электрических цепей.