Лабораторная работа № 1

ТЕМА: Тренировочные упражнения по сборке электрических схем.

ЦЕЛЬ РАБОТ: Приобретение первоначальных практических навыков в сборке простейших электрических схем и выборе электроизмерительных приборов.

Приборы и оборудование

1. Лабораторный стенд 1 шт.

2. Вольтметр с пределами измерения 0 – 75 – 150 1 шт..

3. Амперметр с пределами измерения 0 – 2,5 – 5А 3 шт.

4. Ваттметр 1 шт.

5. Провода соединительные 20 шт.

Задание

1. Изучить правила техники безопасности, обеспечивающие безопасные условия выполнения лабораторных работ.

2. Ознакомиться с устройством лабораторного стенда и назначением отдельных блоков.

3. Ознакомиться с источниками питания

Литература

При подготовке к лабораторной работе учащийся должен проработать теоретический материал по учебной литературе:

Евдокимов Ф.Е Теоретические основы электротехники М.: Высшая школа, 1986 § 4.1 -§ 4.5;

Общие теоретические сведения

Электрическая цепь представляет собой совокупность устройств, предназначенных для прохождения в них электрического тока. В электрической цепи происходит преобразование энергий: механическая и химическая переходят в электрическую, а электрическая— в тепловую, световую, механическую и др. В состав электрической цепи могут входить источники электрической энергии, потребители, соединительные провода, аппараты управления, защиты и сигнализации, электроизмерительные приборы, преобразующие устройства и т. д.

Электрические цепи обязательно содержат источники электрической энергии. Обычно на схемах не приводят изображения самих источников, а обозначают лишь зажимы электрической сети, от которой питается цепь. Городская электрическая сеть имеет переменное напряжение 127 или 220 В и не всегда пригодна для нормальной работы исследуемой цепи, поэтому иногда применяют регуляторы напряжения, такие, как лабораторный автотрансформатор (ЛАТР). Перемещая движок по его обмотке, можно изменять выходное напряжение от 0 до 250 В переменного напряжения.

Если для работы необходим постоянный ток, то используют источники постоянного напряжения. Для лабораторных работ иногда применяют трехфазную систему напряжений.

В качестве потребителей электрической энергии можно использовать лампы накаливания и реостаты, в которых электрическая энергия переходит в тепловую и световую. Сопротивление реостата регулируют от нуля до максимума с помощью движка. На табличке каждого реостата указаны номинальное сопротивление и номинальная сила тока. Следует иметь в виду, что действительное значение сопротивления может отличаться на 10—20 % от номинального в обе стороны. Последовательная схема включения реостата позволяет изменять его сопротивление от нуля до максимума. Параллельная схема включения дает возможность изменять напряжение на нагрузке от нуля до полного напряжения источника питания. Если соединить параллельно лампы накаливания, то их можно использовать как реостат. Чем больше ламп в таком реостате, тем меньше его сопротивление. Очевидно, что в данном случае возможно только ступенчатое регулирование сопротивления, что является большим недостатком ламповых реостатов. Конденсаторы можно применять в качестве нагрузки. При параллельном соединении емкость конденсаторов увеличивается.

Важным потребителем электроэнергии является катушка индуктивности. Индуктивность можно изменять, перемещая катушку относительно ферромагнитного сердечника. Чем меньше число витков в катушке и чем дальше она находится от сердечника, тем меньше ее индуктивность.

Для защиты от перегрузок и коротких замыканий применяют автоматические выключатели или плавкие предохранители (в схемах лабораторных работ они не указаны). Предохранители разрывают цепь за сотые доли секунды после возникновения короткого замыкания. За это время элементы цепи еще не успевают перегреться.

Существует множество электроизмерительных приборов, которые помогают контролировать и исследовать работу электрических цепей. В учебной лаборатории применяют только некоторые из них: амперметры, миллиамперметры, вольтметры, ваттметры и др. Приборы бывают щитовые и переносные, предназначенные для измерения на постоянном или переменном токе. Они могут быть одно- и многопредельными и иметь различные конструктивные особенности.

По способу преобразования электромагнитной энергии в механическую приборы делятся на магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические и т. д.

Прежде чем приступить к сборке электрической цепи, следует выбрать необходимые измерительные приборы. В описании каждой лабораторной работы приведен порядок проведения опыта

При неправильном подключении ваттметра его стрелка может отклоняться влево от нулевой отметки. Чтобы избежать этого, следует устранить ошибку, допущенную при сборке цепи, или переключатель полярности, специально предусмотренный в ваттметре и часто совмещенный с переключателем пределов, поставить в положение «—». Для визуального наблюдения за быстро изменяющимися электрическими величинами применяют электронный осциллограф. Правила эксплуатации осциллографа даны в специальном руководстве по его эксплуатации.

С помощью фазометра измеряют угол сдвига фаз между током и напряжением. Включение его в электрическую цепь аналогично включению ваттметра. Фазометр имеет переключатель на два положения: «Генератор» и «Приемник». Когда проводят измерение угла сдвига фаз между напряжением и током потребителя электроэнергии, переключатель устанавливают в положение «Приемник».