Московский государственный институт

стали и сплавов

(технологический университет)

Старооскольский технологический институт

(филиал)

Кафедра АиПЭ

Боева Л.М., Мякотина М.В.

Теоретическая

электротехника

методические указания

к рабочей тетради

по выполнению лабораторных работ

для студентов специальностей

072000 – Стандартизация и сертификация

110600 – Обработка металла давлением

110300 – Теплофизика и автоматизация промышленных печей

120100 – Технология машиностроения

110100 – Металлургия черных металлов

071900 – Информационные системы и технологии

220200 – Автоматизированные системы обработки информации и управления

220400 – Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем

351400 – Прикладная информатика

(очной, очно-заочной, заочной форм обучения)

Старый Оскол

2005

Рецензенты:

Начальник цеха эксплуатации и ремонта электроэнергооборудования ООО ОСМиБТ Кожин Е.Г.

Начальник лаборатории автоматизации Зюзгин Ю.А.

Составитель:

Мякотина М.В.

Методические указания к рабочей тетради по выполнению лабораторных работ по курсу «Теоретическая электротехника», 072000 – Стандартизация и сертификация, 110600 – Обработка металла давлением, 110300 – Теплофизика и автоматизация промышленных печей, 120100 – Технология машиностроения, 110100 – Металлургия черных металлов, 071900 – Информационные системы и технологии, 220200 – Автоматизированные системы обработки информации и управления, 220400 – Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем, 351400 – Прикладная информатика

© Мякотина М.В.

© СТИ МИСиС

Содержание

Лабораторная работа №1 4

1.1 Цель работы 4

1.2 Основные теоретические положения 4

1.3 Описание лабораторной работы 6

1.4 Порядок выполнения работы 7

1.5 Обработка результатов измерений 12

1.6 Варианты заданий 13

1.7 Контрольные вопросы и задания 14

Лабораторная работа № 2 16

2.1 Цель работы 16

2.2 Теоретические положения 16

2.3 Описание лабораторной работы 20

2.4 Порядок выполнения работы 20

2.5 Обработка результатов измерений 21

2.6 Варианты заданий 23

2.7 Контрольные вопросы и задания 23

Лабораторная работа №3 25

3.1 Цель работы 25

3.2 Основные теоретические положения 25

3.3 Описание работы 29

3.4 Порядок выполнения работы 29

3.5 Варианты заданий 30

33

33

33

Лабораторная работа №4 34

4.1 Цель работы 34

4.2 Основные теоретические положения 34

4.3 Обработка результатов измерения 36

4.4 Контрольные вопросы 39

4.5 Варианты заданий 43

Список литературы 44

Лабораторная работа №1 «Опытная проверка законов Ома и Кирхгофа»

1.1 Цель работы

1.1 Убедиться на опыте в физической сущности законов Ома и Кирхгофа.

1.2 Изучить соотношения между токами и напряжениями при последовательном, параллельном и смешанном соединении резисторов.

1.3 Проверить на опыте справедливость законов Кирхгофа.

1.2 Основные теоретические положения

Расчет и анализ любых электрических цепей может быть произведен с помощью закона Ома и законов Кирхгофа. В соответствии с законом Ома для участка цепи, не содержащего источник Э.Д.С., ток в ней прямо пропорционален напряжению U на этом участке и обратно пропорционален его сопротивлению R:

(1.1)

Ток в полной цепи, содержащей источник Э.Д.С. E , определяется законом Ома для полной цепи:

, (1.2)

где r - внутреннее сопротивление источника.

На практике применяются различные виды соединений элементов электрической цепи. Соединение элементов, при котором через них проходит один и тот же ток, называется последовательным (рисунок 1.1.):

Рис. 1.1 Последовательное соединение элементов

Для такой цепи токи отдельных участков имеют одинаковое значение:

(1.3)

Напряжение всей цепи равно сумме напряжений на всех участках:

(1.4.)

где эквивалентное сопротивление всей цепи:

(1.5)

Соединение элементов, при котором соединены между собой их начала и концы, и напряжение на них одно и то же, называется параллельным (рисунок 1.2):

Рисунок 1.2. Параллельное соединение элементов.

Для такой цепи напряжения на всех элементах имеют одинаковое значение:

(1.6)

Ток в неразветвленной части цепи равен сумме токов в ветвях:

(1.7)

где

(1.8)

или эквивалентная проводимость цепи:

(1.9)

Соединение, при котором на одних участках цепи элементы соединены последовательно, а на других параллельно, называется смешанным. При расчете таких цепей используются соотношения как для последовательных, так и для параллельных соединений.

Согласно первому закону Кирхгофа алгебраическая сумма токов в узле электрической цепи равна нулю:

(1.10)

Согласно второму закону Кирхгофа алгебраическая сумма Э.Д.С. источников в любом замкнутом контуре электрической цепи равна алгебраической сумме падений напряжений на участках этого контура:

(1.11)