СМОЛЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

_________________________________________________

Кафедра методики обучения математике, физике

и информатике.

Лабораторная работа

«Электрооборудование школьного кабинета физики»

(Рабочая тетрадь)

Смоленск 2009

Цель работы:Познакомиться с устройством, техническими данными, правилами эксплуатации электрораспределительного щита, комплекта электроснабжения типа КЭФ-8; овладеть приемами работы с этими приборами.

Основное оборудование:щит электрораспределительный школьный, комплект электрооборудования типа КЭФ-8.

При подготовке к работе следует (до занятия):

Познакомиться с назначением и техническими данными школьного электрораспределительного щита и комплекта электроснабжения КЭФ8. При этом воспользоваться инструкциями по эксплуатации приборов, а также содержанием данной работы.

Теоретическая часть

Изучение электрораспределительного щита.

Электрораспределительный щит (рис.1) — необходимое оборудование каждого физического кабинета средней школы. Он предназначен для получения различных напряжений переменного и постоянного тока. Обычно щит устанавливают на стене рядом с классной доской на двух кронштейнах и двух петлях. От щита делают подводку постоянного и переменного напряжения к демонстрационному столу для проведения различных демонстрационных опытов.

Цель данной работы состоит в ознакомлении с устройством, принципиальной и монтажной схемами, техническими данными и правилами эксплуатации электрощита.

В настоящее время выпускается школьный электрораспределительный щит — ЩЭ. В этом щите для выпрямления переменного тока используется селеновый выпрямитель. Электрощит рассчитан на включение в электросеть трехфазного тока напряжением 220В или в сеть однофазного тока напряжением 220 и 127В и частотой 50 Гц.

Номинальный режим эксплуатации электрораспределительного щита — 45 минут непрерывной работы с последующим выключением на 15 минут. При этом режиме обеспечиваются следующие параметры:

1. При сетевом напряжении 127В возможно плавное регулирование переменного напряжения от 5 до 220В. Ток нагрузки может достигать 8А при снимаемом напряжении до 140В и 6А при напряжении от 140 до 220В.

2. При напряжении сети 220В регулируемое напряжение от 8 до 240В. Максимальный ток нагрузки 9А.

3. Возможно плавное регулирование постоянного напряжения от 8 до 70В при токе нагрузки до 8А.

Примечание: При более длительном режиме работы, чем номинальный, допустимая нагрузка должна быть уменьшена на 20%.

Устройство электрораспределительного щита.

Щит смонтирован на металлическом каркасе, на котором закреплены автотрансформатор 1, селеновый выпрямитель 2, зажимы для ввода трехфазного напряжения 3 (обозначенные на задней панели щита тремя значками «~» и цифрой 220), зажим для нулевого провода (обозначенный на задней панели знаком « з») и зажимы 5 (рис. 2).

Зажимы 3 и 4 предназначены для подключения щита к четырехпроводной трехфазной сети. Зажимы 5 с переключаемым проводником служат для подключения щита к однофазному переменному току с напряжением 127 или 220 В.

Вщите установлены два вольтметра электромагнитной системы с пределами на 30 и 250В. А также 2 амперметра: один электромагнитной системы для измерения силы переменного тока с пределом до 10А и другой магнитоэлектрической системы для измерения силы постоянного тока с пределом до 10А; два пакетных переключателя и индикаторная лампа.

Принципиальная схема показана на рисунке 3.

Лицевая сторона (рис. 1) закрыта металлической панелью, на которой установлены электроизмерительные приборы, пакетный выключатель П₁(П_1-1; П_1-2; П_1-3), имеющий два положения — «~» и «=», означающие снятие со щита регулируемого переменного или регулируемого постоянного напряжения, блок защиты 1 с пятью плавкими предохранителями, ручка регулятора напряжения 2 с двумя шкалами (для постоянного и переменного тока), зажимы 3 для подключения цепи, питаемой регулируемым постоянным или переменным напряжением, зажимы 4 для снятия со щита нерегулируемого переменного напряжения (однофазного или трехфазного в зависимости от сети переменного тока в лаборатории), сигнальная лампа 5, вывод от нулевого провода 6.

Из принципиальной схемы видно, что оба вольтметра предназначены для измерения регулируемого переменного и постоянного напряжений. Один из вольтметров служит для измерения малых напряжений — до 30 В, а другой — от 50 до 250 В.

Для отключения вольтметра (с пределом до 30 В) по достижении напряжения 30 В на оси автотрансформатора установлено специальное отключающее устройство. Оно состоит из барабанчика с контактами, по которым скользят пружинящие щетки.

Эти пружинящие контакты осуществляют связь с вольтметром до 30 В. При определенном положении ручки регулятора напряжения, т.е. главного токосъемника, отключается вольтметр с пределом до 30 В.

Плавкие предохранители (вставки) ПВ-1, ПВ-2, ПВ-3 защищают сеть от коротких замыканий как при работе щита, так и при подключении приемников непосредственно к сети с помощью зажимов 4 на лицевой панели щита. При линейном напряжении сети 220 В вставки рассчитаны на ток силой 10 А, а при напряжении 127 В — на 20 А.

Плавкие предохранители ПВ-4 и ПВ-5 на 10 А каждый защищают автотрансформатор (при положении переключателя П2 «~») или селеновые вентили выпрямителя (при положении переключателя П2 «=») от коротких замыканий.

Надо иметь ввиду, что при одновременном подключении нагрузок к зажимам регулируемого напряжения и к зажимам нерегулируемого переменного напряжения общая сила тока проходящего через щит, не должна превышать указанных выше значений, на которые рассчитаны плавкие вставки.