ТОЭ / методичка тоэ часть1

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ

ИНСТИТУТ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

ПО ТЕОРЕТИЧЕСКИМ ОСНОВАМ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

Часть I

Херсон ХИИ 1994

ОБЩЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Правила внутреннего распорядка

1.К работе в лаборатории кафедры электротехники допускаются студенты, прошедшие инструктаж по технике безопасности /ТБ/, о чем делается запись в кафедральном журнале, инструкций по ТБ.

2.Лабораторные работы выполняются бригадами по 2-3 человека в соответствии с графиком, который доводится до студентов в начале семестра.

3.К выполнению очередной лабораторной работы допускаются студенты, проработавшие теоретический материал, относящийся к данной работе.

4.Перед выполнением работы каждый студент составляет бланк протокола, в котором должны быть даны ответы на все вопросы раздела "Подготовка к работе", а также приведены схемы и таблицы.

5.Бригада, получившая допуск к выполнению данной работы, приступает

коборке схемы. Включение схемы под напряжение допускается только после проверки ее преподавателем. Комплект наборных элементов и измерительных проводов старший бригады получает у лаборанта и несет за него полную ответственность.

6.По окончании работы каждая бригада должна предъявить преподавателю результаты измерений и получить отметку о выполнении работы.

7.На основании полученных экспериментальных данных каждый студент оформляет отчет о выполненной работе, после чего проводится защита.

3.Студенты, не защитившие две /и более/ лабораторные работы, к выполнению следующих по графику работ не допускаются до ликвидации задолженности.

9.Отработка пропущенных работ и ликвидация задолженностей производится во внеурочное время в соответствии с установленным графиком.

10.Во время занятий в лаборатории должны поддерживаться порядок и деловая обстановка. Ответственность за поддержание порядка несут староста группы и дежурный студент. Студентов, нарушающих правила внутреннего распорядка, удаляют из лаборатории, о чем ставят в известность администрацию орготдела.

Студенты, виновные в порче оборудования, стендов и наборных элементов, привлекаются к работам по ликвидации последствий порчи. К таким студентам принимают также меры дисциплинарного и административного воздействия.

Правила безопасности

1.Электрические цепи необходимо набирать только при отключенном источнике питания.

2.Включение цепи под напряжение может быть произведено только после проверки ее преподавателем.

3.При включении источника питания все регуляторы должны быть в таком положении, чтобы ток от источника был минимальным.

4.Все студенты должны знать порядок аварийного отключения источ-

ников питания.

5. При работе в лаборатории запрещается:

а/ включать схему без предупреждения членов бригады. При включении нужно громко сказать: "Подаю напряжение";

б/ прикасаться к неизолированным токоведущим частям, находящимся под напряжением;

в/ изменять что-либо в схеме, находящейся под напряжением. Любое изменение в схеме должно производиться при отключенном источнике питания, после чего схема должна быть проверена преподавателем;

г/ оставлять без наблюдения установку, находящуюся под напряжением;

д/ разбирать схему после отключения источника питания, не разрядив конденсаторы;

е/ самостоятельно разбирать и ремонтировать оборудование стендов и наборные элементы.

6. При аварии на рабочем месте /повреждении прибора, отключении от защиты и т.п./ студент обязан отключить источник питания и немедленно поставить в известность преподавателя.

7. При попадании кого-либо под напряжение необходимо немедленно отключить источник питания или нажатием на кнопку "стоп" центрального пульта обесточить лабораторию.

Краткое описание стенда УИЛС-1

Учебно-исследовательский лабораторный стенд УИЛ'С-1 предназначай для выполнения комплекса лабораторных работ по I и I I частям курса ТОЭ.

Стенд включает в себя блок питания, наборное поле и блоки переменных R, L и С . Каждый стенд комплектуется двумя ампер-вольтомметрами Щ-4300, электронным осциллографом C-I-65, частотомером 43-34 и ящиком наборных элементов (R, L , С ) .

Блок питания расположен в левой части стенда и включает в себя генераторы: постоянного, переменного однофазного и трехфазного напряжения.

Генератор постоянного напряжения расположен в верхней части блока питания. Генератор имеет источник регулируемого питания /ИИ1/ на напряжение от 0 до 25 В и источник нерегулируемого питания /ИШ/ на напряжение 20 В. Оба источника снабжены защитой, срабатывающей при токе

I А.

Каждый стенд комплектуется ящиком с наборными элементами /10 резисторов, 9 конденсаторов, 10 катушек/, закоротками и соединительными проводами.

Порядок составления отчета

Отчет о лабораторной работе должен содержать следующее. 1.Титульный лист.

2.Цель работы.

3. Раздел "Подготовка к работе" с письменными ответами на все поставленные вопросы в соответствующем разделе описания.

4. Раздел "Рабочее задание" о рабочими схемами, таблицами с результатами расчетов и экспериментальными данными, графиками и диаграммами.

5. Раздел "Обработка результатов исследований" с основными рабочими формулами и примерами расчетов.

6. Выводы по работе.

Отчет оформляют на листах стандартного формата. Допускается оформление на двойных тетрадных листах в клеточку.

РАБОТА №1

ОЗНАКОМЛЕНИЕ СО СТЕНДОМ. ИЗМЕРЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ, T0HDB, СОПРОТИВЛЕybЙ

I. Цель работы

Изучить стенд ; приобрести навыки простейших измерений при постоянном токе; рассчитатьдействительные значения сопротивлений наборных резисторов и допустимых токов и напряжений.

2.Краткие пояснения к работе

Вработе используется источник регулируемого питания /ИРП/ генератора постоянного тока и два прибора Щ-4300, один из которых - в качестве вольтметра постоянного тока, другой - в качестве миллиамперметра. Для прямого измерения сопротивлений применяется один из приборов Щ-4300 в режиме омметра.

3.Подготовка к работе

3.1.Нарисовать схему для питания вольт-амперной характеристики резистора, на которой показать подключение измерительных приборов.

3.2.Подготовить таблицы для экспериментальных данных.

3.3.Исходя из известной величины сопротивления резистора R и допустимой мощности рассеивания Р , вывести в общем виде формулы для расчета допустимых значений тока Igon и напряжения Ugоп резcитора.

4.Рабочее задание

4.1.В соответствии с рис. I собрать схему для снятия вольт-амлерной характеристики резистора. Монтажная схема с подключением приборов изображена на рис. 2.

4.2.Используя в качестве R x резиcторы R1 и R2 блока сопротивлений, снять их вольт-амперные характеристики, изменяя напряжение источника от 0 до 20 В. Результаты измерений записать в табл. I.

4.3.С помощью прибора Щ-4300 в режиме омметра произвести прямые намерения сопротивлений наборных резисторов 01...10. Результаты измерений записать в табл. 2.

4.4.Используя в качестве R x наборные резисторы 01...10, измерить напряжения U и токи I по схеме /рис. I/ для расчета сопротивлений

по закону Ома. Напряжение источника питания задается преподавателем.

5.Обработка результатов исследований

5.1.По результатам измерений /табл. 1/ построить вольт-амперные характеристики резисторов R1 и R2 . По этим же данным построить зависимость значений сопротивлений R1 и R2 в функции от тока R1 (l), R2 (l) и от напряжения R1 (U) , R2 (U) .

R1 U,

I,м

U,

I,м

Таблица 2

№ 0 03 04 05 06 07 0 09

R, Oм

U, в

I, мА

R=U\I,

5.3. По методу амперметра-вольтметра с помощью закона Ома рассчитать сопротивления наборных резисторов 01...10. Результаты записать в табл. 2.

5.4. Рассчитать средние значения сопротивлений наборных резисторов. В отдельную таблицу выписать R, Ugan и Igan каждого резистора.

6.Контрольные вопросы

6.1.Какие свойства имеет линейный резистор?

6.2.Какие методы измерений сопротивлений резисторов вы знаете?

6.3.Какова связь между напряжением и током линейного резистора?

6.4.Начертите схему для снятия вольт-амперной характеристики резистора.'

6.5.Как рассчитать Ugan и Igan по известным величинам R и рассеиваемой мощности Р?

Литература

1.Г.В. Зевеке, П.А. Ионкин, А.В. Нетушил, СВ. Страхов. Основы теории цепей. - Энергия, 1975. - С. I-I4.

2.Л.А. Бессонов. Теоретические основы электротехники. - М.: Высш. шк., 1973. - С. I-I8.

РАБОТА № 2 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОСТЫХ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА

I. Цель работы

Сформировать навыки сборки схем и работы с измерительными приборами;

изучить основные закономерности простых цепей постоянного тока;

экспериментально исследовать простые цепи постоянного тока; сопоставить результаты экспериментальных исследований и теоретических расчетов.

2.Краткие пояснения к работе

В качестве источника питания в данной работе используетcя ИРП, а элементов электрических цепей - наборные резисторы. Выбор наборных резисторов для каждой схемы определяется номером бригады. Значения сопротивлений соответствующих резисторов могут быть взяты из табл. 2 предыдущей работы.

Вработе используются приборы 1Д-4300, один из которых работает в режиме вольтметра, другой - в режиме миллиамперметра постоянного тока. При оборке схем должна быть предусмотрена возможность измерения напряжения на каждом элементе цепи и тока в каждой ветви.

3.Подготовка к работе

3.1.Изучить теоретический материал, относящийся к данной работе. 3.2.Для последовательной цепи, схема которой изображена на рис. I

приложения, на основе закона Ома рассчитать ток и напряжения на всех элементах цепи, приняв U= 20 В. Резистор R1 …. R4 выбрать в соответствии с номером бригады по табл. 3. Значения сопротивлений выбранных резисторов записать в нижнюю графу табл. X - Измерения. Рассчитанные значения тока и напряжений - в нижнюю графу табл. I - Расчет.

3.3.Для цепи, схема которой показана на рис. 2, рассчитать токи в ветвях и общий ток, считая известными сопротивления резисторов и напряжение. Значение приложенного напряжения и номера наборных резисторов определить по табл. 5 в зависимости от номера бригады. Значения сопротивлений, U и рассчитанные значения токов и R,Ke записать в нижнюю часть табл. 4.

3.4.Для цепи со смешанным соединением приемников рассчитать токи4 в ветвях и напряжения на участках, считая заданными сопротивления резисторов и приложенное напряжение.

а;

Бригады № I, 2, 3 рассчитывают цепь, схема которой показана на рис. 3,

бригады № 4, 5, 6 - цепь на рис. 3, б; бригады № 7, 8, 9 - цепь на рис. 3, в; бригада № 10 - цепь на-рис.

Таблица 4

Таблица 5

Значения сопротивлений записывают в нижнюю часть табл. 6б, рассчитанные значения токов и напряжений - в нижнюю часть табл. 6а.

Значения сопротивлений наборных резисторов берут из табл. 2 предыдущей работы.

4. Рабочее задание

4.1.В соответствии c номером бригады /по табл. 3/ выбрать наборные резисторы и собрать схему последовательной цепи - рис. I. При сборке схемы предусмотреть возможность измерения тока и напряжений на участках цепи.

4.2.Установив напряжение источника U=20 В, измерить значения тока и напряжений на участках. Измеренные величины записать в верхнюю часть табл. 1 - Измерение.

4.3.Задавшись нулевым потенциалом одной из точек цепи /по заданию преподавателя/, снять потенциальную диаграмму цепи. Измеренные значения потенциалов записать в табл. 2.

4.4.В соответствии с номером бригады по табл. 5 выбрать наборные резисторы и собрать схему цепи с параллельным соединением приемников - рис. 2. Предусмотреть возможность измерения напряжений и токов в ветвях.

4.5.Установить напряжение источника в соответствии с табл.5, измерить все токи. Результаты измерений записать в верхнюю часть табл. 4 - Измерение.

4.6.В соответствии с номером бригады по табл. 7 выбрать наборные резисторы и собрать одну из схем цепей со смешанным соединением приемников /см. п. 3.4/. Предусмотреть возможность измерения всех токов и напряжений на участках цепи.

4.7.Установить напряжение источника в соответствии с табл. 7 и измерить напряжения на всех участках цепи и токи во всех ветвях. Измеренные значения напряжений и токов записать в верхнюю часть табл. 6а -Измерение.

5. Обработка результатов исследований

5.1.По данным измерений для цепи - рис. 1 рассчитать значения сопротивлений резисторов и Rэкв. Результаты расчета записать в верхнюю часть табл. 1 - Расчет.

5.2.Используя сопротивления резисторов /табл. 1/ и потенциалы точек Цепи /табл. 2/, построить потенциальную диаграмму неразветвленной цепи.

Таблица 7

5.3.Для цепи с параллельным соединением приемников /рис. 2/ по данным измерений /табл. 4/ рассчитать значения сопротивлений ветвей и Rэкв. Результаты расчета записать в верхнюю часть табл. 4 -Расчет.

6.3.Для цепи со смешанным соединением приемников /рис. 3/ по данным измерений /табл. 6а/ рассчитать сопротивление участков цепи. Результаты расчета записать в нижнюю часть табл. 66 - Расчет.

6. Контрольные вопросы

6.1.Какое соединение элементов цепи называется последовательным? Перечислите основные свойства электрической цепи при последовательном соединений приемников. Проиллюстрируйте изложенное результатами измерений и расчетов.

6.2.Объясните, как с помощью потенциальной диаграммы найти напряжение между любыми двумя потенциальными точками последовательной цепи, например, U14, U35 . Эти же напряжения рассчитать по данным табл.

I.

6.3.Какое соединение элементов цепи называется параллельным? Перечислите основные свойства электрической цепи при параллельном соеди-