Министерство образования и науки Украины
Донецкий национальный технический университет
Кафедра электромеханики и ТОЭ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К ВЫПОЛНЕНИЮ РАСЧЕТНО-ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
НА СТЕНДАХ ТИПА УИЛС МУ-648А
по курсу «Основы теории электрических цепей и сигналов»
Часть I
Рассмотрено на заседании кафедры
Протокол № 8 от 26 апреля 2012г.
Утверждено на ИМС Дон НТУ.
Протокол №___ от ______ 2012г.
Регистрационный №_____
Донецк - 2012г.
Электронный вариант.
Методические указания к выполнению расчетно-лабораторных ра-бот на стендах типа уилс по курсу «Основы теории электрических цепей цепей», часть I, 52с.
Пособие содержит общие сведения и технические данные стендов типа УИЛС, описания и методические указания по выполнению 7 лабораторных работ по первой части курса.
Методические указания к лабораторным работам разработаны с учётом специфики изложения курса для студентов специальностей РЭС - «Радиотехника, радиоэлектронные аппараты и связь», ТЗИ - «Технические средства защиты информации», КИ - «Компьютерная инженерия», хотя могут быть использованы и студентами других, родственных специальностей.
Подбор работ и подробные методические указания к их выполнению обусловлены объёмом учебных часов, отводимых на изучение дисциплины. Работы выполняются как расчётно-лабораторные, с боль-шой долей домашних расчётов. Это позволяет избавиться от выполне-ния РГР на аналогичную тему и способствует более глубокому усвоению изучаемого материала.
Составитель: доц. В.Х. Антамонов,
Общие сведения о стенде УИЛС-2
Универсальные учебно-исследовательские лабораторные стенды типа УИЛС разработаны сотрудниками кафедры теоретических основ электротехники и экспериментального завода Одесского политехни-ческого института (ОНПУ).
Стенды предназначены для выполнения комплекса лабораторных работ по I и II частям курсов “Теоретические основы электротехники” и “Основы теории электрических цепей и сигналов”, расчетно-лабораторных заданий и учебно-исследовательских работ студентов.
Питание стенда (рис.1) осуществляется от сети трехфазного напря-жения 380, 220, 127 В. Потребляемая мощность не более 500 ВА. Стенд имеет блоки питания постоянного, однофазного и трехфазного переменного тока, блоки пассивных R, L, C - элементов и наборное поле. Все блоки питания стенда снабжены электронной защитой, сра-батывающей при токах 1 А. На задней стенке стенда имеются розетки напряжением 220 В для питания измерительных приборов. Каждому стенду придается комплект-набор съемных R, L, C -элементов, сое-динительных проводов и перемычек в виде штепсельных вилок.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ СТЕНДА УИЛС-2
Блоки источников энергии
№ п/п |
Наименование источников |
U, B |
I, А |
f, Гц |
rвн, Ом |
1. |
Источник нерегулируемого постоянного напряжения |
20 |
1 |
-- |
5-6,5 |
2. |
Источник регулируемого постоянного напряжения |
0-24 |
1 |
-- |
1,4-2,2 |
3. |
Источник однофазного перемен-ного напряжения синусоидальной, треугольной и прямоугольной формы |
0-24 |
1 |
1000- 8000
|
-- |
4. |
Источник трехфазного синусоидального напряжения |
0-40 |
1 |
50 Гц |
-- |
Блоки пассивных элементов
R |
R1=100 Ом Pдоп =10 Вт |
R2=200 Ом Pдоп =10 Вт |
R3=400 Ом Pдоп=7,5-15 Вт |
R4 = 0-1000 Ом Pдоп = 2 Вт |
C |
C1= 5 мкФ |
C2 = 10 мкФ |
C3 = 20 мкФ |
C4 = 0-10 мкФ |
L |
L1=175 мГн rL =3,75 Ом |
L2 = 690 мГн rL = 21 Ом |
L3 = 5,5 Гн rL = 6,5 Ом |
L4 = 0-100 мГн rL= 0-52 Ом |
Элементы L1 и L2 размещены на общем сердечнике, M12 = 250 мГн |
Комплект-набор съёмных элементов
Резисторы |
Конденсаторы |
Индуктивности |
|||||
№ эл-та |
R, Ом Pдоп=2Вт |
№ эл-та |
С, мкФ Uдоп=160 В |
№ эл-та |
L,мГн |
rL,Ом |
Iдоп, mA |
1 |
51 |
11 |
0,1 |
20 |
2 |
0,35 |
225 |
2 |
75 |
12 |
0,25 |
21 |
3 |
0,64 |
190 |
3 |
100 |
13 |
0,5 |
22 |
5 |
0,78 |
150 |
4 |
150 |
14 |
0,75 |
23 |
7 |
0,90 |
125 |
5 |
200 |
15 |
1,0 |
24 |
10 |
0,90 |
100 |
6 |
300 |
16 |
1,25 |
25 |
15 |
1,18 |
85 |
7 |
510 |
17 |
1,5 |
26 |
20 |
1,38 |
75 |
8 |
700 |
18 |
1,75 |
27 |
30 |
1,63 |
60 |
9 |
800 |
19 |
2,0 |
28 |
50 |
2,05 |
50 |
10 |
1000 |
|
|
29 |
70 |
2,50 |
40 |
Разброс параметров составляет ± 5-10%.
НЭ1 - нелинейное сопротивление
НЭ2 - лампа накаливания
НЭ3 - полупроводниковый диод
В комплекте также имеются: длинные провода - 14 шт.
короткие провода - 15 шт.
перемычки (вилки) - 25 шт.
Рис.1 Общий вид стенда типа УИЛС-2:
1 - блок источников постоянного напряжения;
2 - блок однофазного переменного напряжения синусоидальной,
треугольной и прямоугольной формы;
3 - блок трёхфазного синусоидального напряжения;
4 - наборное поле;
5 - блок резисторов;
7 - блок индуктивностей;
8 - образец съёмного элемента стенда.
ОБРАЗЕЦ ТИТУЛЬНОГО ЛИСТА ОТЧЁТА
О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА ЭЛЕКТРОМЕХАНИКИ И ТОЭ
Лаборатория № 311.
ОТЧЁТ о лабораторной работе № 1-2
«Получение вольтамперных характеристик источников.
Исследование сложной цепи постоянного тока»
Выполнил: студ. Минаев А.Ю.
группа РЭС-10-3
Принял …..……………………..
Донецк – 2012 год
Лаборатория 311.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1-2
Получение вольтамперных характеристик источников.
Исследование сложной цепи постоянного тока
Цель работы: - экспериментально получить вольтамперные хар-ки двух источников энергии и резистора, определить их параметры;
- на примере сложной цепи постоянного тока убедиться в справедливости метода наложения (МН), метода узловых потенциалов (МУП) и метода эквивалентного генератора (МЭГ).
Пояснения к работе
Источники энергии характеризуют двумя параметрами: напряжением на разомкнутых зажимах Uхх = Е и внутренним сопротивлени-ем rвн = rЕ или током при накоротко замкнутых зажимах источника Iкз = Jк и внутренним сопротивлением rвн = rК. Но более полной, ис-черпывающей характеристикой источников энергии является зависи-мость Uвых (I ) выходного напряжения источника от тока нагрузки, которую называют внешней или нагрузочной характеристикой источ-ника: Uвых ( I нг) = Е - rвн ∙ I нг ;
Резисторы характеризуют одним параметром - номинальным соп-ротивлением Rном, но для практического использования на резисторе обычно указывается разброс сопротивления и допустимая мощно-сть рассеяния: Rном ±5%, Рдоп. Поэтому в лаборатории при снятии ха-рактеристики необходимо сначала рассчитать допустимые для резис-тора ток или напряжение, чтобы не вывести его из строя.
Iдоп = , Uдоп = Rном∙ Iдоп .
В первой части лабораторной работы предполагается экспериментально получить вольтамперные характеристики резистора и двух ис-точников постоянного напряжения: регулируемого и нерегулируемого, а также определить их параметры.
Во второй части работы на примере цепи, содержащей исследован-ные источники энергии, проверяется справедливость расчётных методов: метода наложения - МН, метода узловых потенциалов – МУП и метода эквивалентного генератора – МЭГ.
В домашней подготовки, полагая Е1 =20 В, Е2 = 15В, для своего ва-рианта цепи выполняется полный расчёт токов и потенциалов узлов или подготавливаются конкретные формулы этого расчёта. Например, для схемы цепи, представленной на рисунке, выражения входного со-
Вариант N.
Е1 = Е2 =
r 01 = r 02 =
R1 = 200 Ом [05]
R2 = 700 Ом [08]
R3 = 800 Ом [09]
R4 = 75 Ом [02]
R5 = 300 Ом [06]
-----------------------------
противления R’вх и тока I1’ первой ветви при работе одного источ-ника Е1 будут иметь следующие выражения:
R’вх = R1 + ; I1’ = ;
После этого токи остальных ветвей от действия источника Е1 нетрудно записать по правилу разброса тока в параллельные ветви:
I5’ = I1’∙ ; I4’ = I1’- I5’; и так далее.
Аналогичные выражения можно подготовить и для расчёта вели-чин R”вх, и I2” при работе источника Е2.