ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«БЕЛОРУССКО-РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра «Электротехника и электроника»

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА. ОБЩАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА. ЭЛЕКТРОТЕХНИКА, ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ И АППАРАТЫ

Методические указания к лабораторным и практическим работам

для студентов технических специальностей

Электрические цепи постоянного и переменного тока

Могилев 2010

УДК 621.3

ББК 31.2:3285.

Э45

Рекомендовано к опубликованию

учебно-методическим управлением

ГУ ВПО «Белорусско-Российский университет»

Одобрено кафедрой «Электротехника и электроника»

« 1 » марта 2010 г., протокол № 7

Составители: канд. техн. наук, доц. С. В. Болотов;

ст. преподаватель В. В. Писарик;

канд. техн. наук, доц. Н. П. Бусел;

ассистент И. А. Черкасова

Рецензент канд. техн. наук, доц. Г. С. Леневский

Методические указания предназначены для использования студентами технических специальностей при выполнении лабораторных и практических работ.

Учебное издание

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА. ОБЩАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА. ЭЛЕКТРОТЕХНИКА, ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ И АППАРАТЫ.

Ответственный за выпуск С. В. Болотов

Технический редактор И. Л. Ткачева

Компъютерная верстка Н. П. Полевничая

Подписано в печать . Формат 60х 84 /16. Бумага офсетная. Гарнитура Таймс. Печать трафаретная. Усл.-печ. л. 3,0 . Уч.-изд. л. . Тираж 150 экз. Заказ № .

Издатель и полиграфическое исполнение

Государственное Учреждение высшего профессионального образования

«Белорусско-Российский университет»

ЛИ № 02330 / 375 от 29.06.2004 г.

212000, Г. Могилев, пр. Мира, 43

© ГУ ВПО «Белорусско-Российский

университет», 2010

1 Лабораторная работа № 1. Исследование режимов работы и методов расчета линейных цепей постоянного тока с одним источником питания

1.1 Цель работы

1.1.1 Ознакомление с приемами измерения токов, напряжений и сопротивлений с помощью амперметра, вольтметра и мультиметра.

1.1.2 Закрепление навыков расчета моделирования работы линейных электрических цепей с одним источником питания.

1.1.3 Исследование мостовой цепи постоянного тока.

1.2 Основные теоретические соотношения

1 .2.1 Мост постоянного тока - это сложная электрическая цепь, в которой 4 резистора R20, R22, R23, R1, называемых плечами, образуют замкнутый 4-х угольник, в одну диагональ которого включается нагрузка R24, а в другую - источник постоянного тока (рисунок 1.1).

Рисунок. 1.1 – Мост постоянного тока

Мосты постоянного тока широко применяют для измерения электрических и неэлектрических величин. Они строятся на основе метода сравнения с мерой. Задачи, решаемые при построении мостовых измерителей электрических величин,  это уменьшение или полное исключение погре­шности от сопротивлений соединительных проводов, обеспечение напряжения, пропорционального приращению преобразу­е­мого сопротивления относительно его начального зна­чения, снижение выходного сопротивления моста и снижение требований к измерительному устройству.

1.2.2 Условие равновесия моста постоянного тока определяется из соотношения:

.

Откуда

при значении тока I3 = 0.

1.2.3 Величина сопротивления резистора R24 (нагрузки) определяется по закону Ома:

.

1.2.3 Рассчитать значение выходного напряжения Uвых. моста постоянного тока можно, используя метод эквивалентного генератора (рисунок 1.2):

,

где ;

U_х.х. – напряжение холостого хода при разомкнутом резисторе R24 (SA13 в положении «3», рисунок 1.2), В;

R_к.з. – сопротивление относительно точек разрыва моста при закороченном источнике входного напряжения, Ом.

Рисунок 1.2 – Эквивалентная схема электрической цепи постоянного тока для расчёта тока I3

1.2.4. Rкз можно определить экспериментально.

1.2.4.1 Переключателем SA13 устанавливается режим холостого хода (положение «3») и вольтметром PV21 измеряется напряжение U_х.х.

1.2.4.2 Переключателем SА13 устанавливается режим короткого замыкания (положение «1»)и амперметром РА21 измеряется ток I_к.з.;

1.2.4.3 Определяют R_к.з.:

.

1.3 Исследуемые схемы

Для выполнения лабораторной работы собирается исследуемая мостовая схема (рисунок 1.3). Питание схемы осуществляется от лабораторного автотрансформатора ( ЛАТР ) TV2 (обеспечивает питание 0-40 В с шагом 1 В независимо от положения тумблера переключения пределов регулирования). Тумблер SAll должен находиться в верхнем положении, а ЛАТР необходимо включить тумблером SA3.

При выполнении данной и всех последующих работ все выключатели, не используемые в работе, должны быть выключены.

Рисунок. 1.3 – Схема для экспериментального исследования электрической цепи постоянного тока с одним источником питания

Измерительный мост включается тумблером SА7.

Технические данные измерительного моста:

R20 = 4,7 кОм;

R22 = 10,0 кОм;

R23 = 4,7 кОм;

U_ст – измерить вольтметром.

При измерении U_ст вольтметр V1 и миллиамперметр А3 в схеме после моста должны быть отключены.

Для исследования моста постоянного тока в среде Multisim устанавливаются в диалоговых окнах компонентов их параметры (рисунок 1.4). Источник напряжения E считается идеальным (R_вт = 0). Вольтметр PV21: род тока (mode)  постоянный (DC), внутреннее сопротивление (Resistance) R_V = 1 MОм, амперметр PА21: род тока (mode)  постоянный (DC), внутреннее сопротивление (Resistance) R_А = 1 нОм.

Рисунок. 1.4 – Модель моста постоянного тока