Учебное пособие 1444

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Воронежский государственный технический университет»

Кафедра радиотехники

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению лабораторных работ № 1-4 для студентов направления 11.03.03 «Конструирование

и технология электронных средств» (профиль «Проектирование и технология радиоэлектронных

средств») очной формы обучения

Воронеж 2018

1

УДК 621.396(07) ББК 32.85я7

Составители: канд. техн. наук Б. В. Матвеев, д-р техн. наук В. Н. Поветко, д-р техн. наук И. И. Малышев

Электротехника и электроника: методические указания к выполнению лабораторных работ № 1-4 для студентов направления 11.03.03 «Конструирование и технология электронных средств» (профиль «Проектирование и технология радиоэлектронных средств») очной формы обучения / ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»; сост. Б. В. Матвеев, В. Н. Поветко, И. И. Малышев. – Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2018. – 54 с.

В работе изложены методические указания и порядок выполнения лабораторных работ № 1-4 по первой части дисциплины «Электротехника и электроника». Приводятся краткие теоретические сведения, схемы, лабораторные задания, контрольные вопросы.

Предназначено для студентов второго курса.

Ил. 29. Табл. 3. Библиогр.: 2 назв.

УДК 621.396(07) ББК 32.85 я7

Рецензент – М. И. Бочаров, канд. техн. наук, доцент кафедры систем информационной безопасности ВГТУ

Печатается по решению учебно-методического совета Воронежского государственного технического университета

2

УКАЗАНИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ

Режим техники безопасности определяется общими правилами, установленными для лабораторных работ по курсу «Электротехника и электроника». В частности, в процессе выполнения лабораторной работы запрещается вскрывать панели лабораторного стенда и производить самостоятельно отключение и включение сетевых шнуров и шлангов измерительных приборов. Включать сетевые тумблеры приборов можно только после разрешения преподавателя или лаборанта.

После пятиминутного прогрева приборов можно приступать к выполнению лабораторных экспериментов.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1. ОЗНАКОМЛЕНИЕ С ПРИБОРАМИ И ЛАБОРАТОРНЫМ СТЕНДОМ

Цель работы: ознакомление с рабочим местом и получение навыков работы с приборами Г3-33, В7-26, C1-77, B7-I6A и лабораторным стендом.

ГЕНЕРАТОР Г3-33 Генератор Г3-33 предназначен для получения

синусоидальных колебаний звуковых и ультразвуковых частот в диапазоне 20 Гц - 200 кГц с напряжением от долей вольта до 30 вольт.

На передней панели расположены (рис. 1):

Вольтметр – 1; множитель шкал прибора – 2; выключатель внутренней нагрузки – 3; переключатель «Предел – Ослабление» – 4; переключатель выходного сопротивления прибора –5; выключатель сети – 6; шкала установки частоты – 7; ручка установки частоты – 8; ручка плавной регулировки напряжения – 9; ручка расстройки частоты (в %) – 10; ручка множителя частоты – 11; выходные клеммы – 12.

3

Рис. 1

4

Основные правила работы с генератором

Перед включением генератора установить ручки регулировки в следующие положения:

ручка "предел шкал – ослабление" – "+30 дБ";

тумблер "Внутренняя нагрузка" – "Вкл";

ручка "Peг. выход " – в крайнее левее положение;

переключатель «Шкала прибора» – в положение "+1". Включить прибор тумблером "Сеть". Прогреть прибор в

течение нескольких минут. Определение частоты производится перемножением отсчета по лимбу "Частота, Гц" на показания переключателя "Множитель". Выходное напряжение снимается с клемм "Выход". Его величина определяется положением переключателя "Предел шкал – Ослабление", положением рукоятки "Peг. выхода" и зависит от положения переключателя "Выходное сопротивление". Переключатель "Вых. сопротивление, " имеет четыре положения: "5", "50", "600", "Атт" (в лабораторном генераторе переключатель зафиксирован только в положении 5 – ручка снята).

В первых трех положениях напряжение попадает на выходные клеммы, пройдя аттенюатор (калибровочный делитель напряжения) и согласующий трансформатор, симметричная вторичная обмотка которого имеет отводы, позволяющие получать различные выходные сопротивления (5; 50 или 600 Ом). В положение "Атт" напряжение с выхода аттенюатора попадает на клеммы "Вых", минуя согласующий трансформатор. При этом выход делается несимметричным.

Выходное напряжение регулируется грубо при помощи переключателя "Предел шкал – Ослабление" и плавно – потенциометром "Peг. выхода". Переключатель шкал "Ослабление" переключает и шкалы измерительного прибора. Отсчет выходного напряжения производится по соответствующей шкале измерительного прибора. Верхняя шкала измерительного прибора "10" используется при

5

установке переключателя "Предел шкал – Ослабление" в положения кратные 10. Так, если на переключателе установлена величина 1В, то вся шкала соответствует "этому значению", а "5"– соответствует 0,5 В.

Шкала 30 В используется, если переключатель "Предел шкал – Ослабление" установлен в положения кратные 3 (0,3 В, 3 В, 30 В). В генераторе шкала аттенюатора проградуирована в децибелах (дБ), аналогичная шкала нанесена и на измерительный прибор. Децибелы – логарифмические единицы, определяющие отношения напряжений V1/V2, токов I1/I2, мощностей P1/P2 через соотношения:

Увеличение или уменьшение напряжения или тока на 20 дВ означает увеличении или уменьшение их в 10 раз. Принято, что уровень 0 дБ соответствует мощности в 1 мВт, выделяющейся на сопротивлении 600 Ом (при этом напряжение равно 0,7746 В, ток-1,291 А).

Задание

Установить на выходе генератора Г3-33 напряжение 0,5 В с частотой 10 кГц при положении выключателя внутренней нагрузки "Вкл". Это напряжение будет использоваться в дальнейшем для измерений приборами В726, B7-I6A и осциллографом.

ВОЛЬТМЕТР В7-26 Вольтметр универсальный В7-26 предназначен для

измерения постоянного, переменного гармонического напряжений и сопротивления постоянному току в лабораторных условиях. Шкалы прибора проградуированы в эффективных значениях гармонического напряжения.

На передней панели прибора (рис. 2) расположены:

6

Стрелочный прибор – 1; переключатель рода работ – 2; переключатель пределов на II положений – 3; входные клеммы для подключения постоянных и переменных напряжений с частотами в диапазоне от 20 Гц до 100 кГц – 4; входные клеммы для подключения измеряемых сопротивлений в пределах от 10 Ом до 100 мОм – 5; гнездо для высокочастотного пробника – 6 (в лабораторной работе не используется).

Ручек (7) установки нуля прибора при различных видах работ-3, из которых ►0◄V – ручка потенциометра установки электрического нуля при измерении постоянного напряжения и сопротивления постоянному току.

Рис. 2

7

"бесконечности" при измерении сопротивления постоянному току.

Диапазон измерения постоянного напряжения от 30 мВ до 300 В перекрывается пределами 0,3; 1; 3; 100; 300 В. Диапазон измерения переменного напряжения от 200 мВ до 300 В через входные клеммы 4 перекрывается пределами 1, 3, 10, 30, 100 и 300 В.

Диапазон измерения сопротивлений прибором от 10 Ом до 100 мОм.

Для измерения гармонического и постоянного напряжений в приборе В7-26 имеется три шкалы: 0 - 10 V , 0 - 30 V, ~IV. Шкала 0 - 10 V используется при установке переключателя пределов вольтметра на деления кратные 10 (10 В, 100В). Шкала 0-30 V применяется для пределов, кратных трем (0,3 В, 3 В, 30 В, 300 В). Шкала ~ IV применяется для измерения только переменных напряжений

≤1 В.

Подготовка прибора к работе

Основные правила работы с вольтметром

Для предотвращения резкого зашкаливания стрелки прибора вольтметра установить переключатель предела измерения на 100 В. Нажатием кнопки "Сеть" включить прибор. О включении свидетельствует свечение индикатора прибора. После прогрева в течение нескольких минут можно проводить измерения.

Задание

Измерить напряжение 0,5 В, установленное в генераторе при выполнении задания по изучению прибора Г3-33.

Предварительно необходимо установить стрелку

8

прибора на нуль. Для этого прежде всего требуется установить переключатель рода работ в положение +U или - U, а переключатель пределов измерения в положение 0,3 V и ручкой ►0◄U Ω установить стрелку на нуль при замкнутых проводником клеммах U и *.

Для измерения гармонического напряжения 0,5 В установить переключатель пределов вольтметра (3) в положение 1. Переключатель рода работ установить в положение U. Закоротить проводником клеммы U и * и установить стрелку прибора на нуль шкалы ~ 1 V ручкой 0 1VU , Соединить клеммы вольтметра U и * с соответствующими гнездами генератора ГЗ-33. Провести отсчет значения напряжения по шкале ~ 1 V.

При измерении переменных напряжений > IВ необходимо использовать шкалу -U при другом положении переключателя пределов измерений. Нуль на этой шкале устанавливается также ручкой 0 1VU.

Для измерения постоянных напряжений используется шкала -U, нуль на которой устанавливается ручкой 0 UΩ после перевода переключателя рода работ в положение "+U " или "- U" Положению "+U " соответствует подача "+ " постоянного напряжения на клемму " U ", а " - " на клемму

*.

При положении переключателя пределов в положении "-U" знаки подаваемого напряжения на клеммах U и * необходимо поменять.

Задание

Измерить сопротивление резистора постоянному току. Установить переключатель рода работ прибора В7-26 в положение rх. Перед измерением необходимо откалибровать прибор. Для этого закоротить проводником клеммы rх и *. Переключатель пределом измерении установить в положение 102 Ω, Ручкой 0 UΩ установить стрелку прибора на нуль. Раскоротить клеммы rx и *, отсоединив от них проводник.

9

Ручкой Ω установить стрелку прибора на отметку шкалы Ω. Прибор готов к измерениям. Подсоединить проводниками резистор к клеммам rx и *. Переключателем пределов измерений установить удобное для отсчета положение стрелки. Провести отсчет по шкале Ω. Результат получается как произведение отсчета деления шкалы на значение переключателя пределов измерения Ω. Так, например, если стрелка прибора находится в положении 0,5, а переключатель пределов измерения в поло жении х 104 , то величина измеряемого резистора R=0,5 x 104= 5 103Ω =5KΩ

ВОЛЬТМЕТР УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ЦИФРОВОЙ B7-I6A Вольтметр универсальный B7-I6A предназначен для измерения напряжений постоянного и переменного токов и

Расположение органов управления B7-I6A

Все основные органы управления и присоединения расположены на передней панели вольтметра (рис. 3). Вспомогательные органы управления и присоединения вынесены на заднюю стенку. Назначение органов управления и присоединения разъясняют надписи и графические символы возле них.

На передней панели расположены следующие основные органы управления:

– переключатель "ПРЕДЕЛ ИЗМЕРЕНИЯ", которым производится выбор предела измерения напряжения постоянного, переменного тока и активного сопротивления;

10