4449

2

УДК 621.3 (075)

Общая электротехника и электроника. Электрические и магнитные цепи [Текст] : методические указания к лабораторным работам для студентов по направлениям подготовки 151000, 190600, 190700, 220700, 230400, 250400 /

С. А. Чепелев, Е. Н. Лушникова, А. А. Тиньков, А. П. Новиков ; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВПО «ВГЛТА». – Воронеж, 2012. – 40 с.

Печатается по решению учебно-методического совета ГОУ ВПО «ВГЛТА» (протокол № 8 от 11 июня 2009 г.)

Рецензент заведующий кафедрой АТП ВГАСУ д-р техн. наук, проф. В.Д. Волков

3

Введение

Методические указания написаны в соответствии с действующей тепловой программой по курсу «Общая электротехника и электроника» по направлениям подготовки 151000, 190600, 190700, 220700, 230400, 250400.

Лабораторные работы являются неотъемлемой частью учебного процесса и играют важную роль при изучении основ общей электротехники и промышленной электроники.

Целью лабораторных работ являются:

-научить студентов работать с наиболее используемыми на практике измерительными приборами;

-научить определять экспериментально вольт-амперные и другие характеристики элементов электрических и магнитных цепей и дать представление о возможностях их использования на практике;

-научить составлять эквивалентные электрические и магнитные схемы наиболее распространенных устройств и дать практический навык их монтажа;

-дать практический навык по составлению и расчету простейших основных схем.

Стандарт предусматривает следующие этапы лабораторных работ: изучение теоретического материала, проведение эксперимента и оформление отчета. Перед выполнением работы преподаватель осуществляет проверку готовности каждого студента к ее выполнению, т.е. студент получает допуск на проведение эксперимента.

Защита лабораторных работ проводится на теоретической части в течение занятий.

Перед началом работы в лаборатории каждый студент должен пройти инструктаж по технике безопасности и получить отметку в журнале, дающую допуск на проведение экспериментальной части работ.

Перед проведением экспериментальной части работ необходимо:

-внимательно ознакомиться с измерительными приборами и с объектами исследования;

-убедиться, что стенд или макет обесточен;

-проверить контуры заземления и его подключение к измерительным приборам, стенду, макету.

4

Экспериментальная часть работы проводится после проверки схем преподавателем или лаборантом.

После проведения исследований полученные результаты предъявляются преподавателю для проверки, и только после этого исследуемая схема разбирается, материалы и приборы сдаются лаборанту.

Краткое описание лабораторного стенда «Уралочка»

1.Стенд собран на специальном столе, который в исходном (закрытом) положении используется как обычный стол для проведения аудиторных занятий. В рабочем состоянии измерительный блок (барабан) повернут – это лабораторный стол. Для приведения стола в рабочее состояние требуется не более одной минуты: просто необходимо выдвинуть фиксатор и повернуть барабан, зафиксировать в рабочем положении.

2.Измерительный блок представляет собой трехфазный источник питания, на лицевой панели которого расположены измерительные приборы (мультиметры), гнезда для подключения к сменным блокам и необходимые органы управления. В рабочем положении лицевая панель измерительного блока расположена под углом к столешнице, что повышает эргономические показатели лабораторного стола при выполнении необходимых коммутационных операций. Сетевое питание напряжение U-380/220B.

3.Сменные блоки для проведения лабораторных работ в исходном состоянии находятся в левом отсеке стола, в рабочем состоянии на лабораторном столе располагаются только необходимые для выполнения лабораторной работы блоки. Левый отсек стола закреплен откидной столешницей и зафиксирован в исходном состоянии.

Стенд комплектуется 7 сменными блоками

Комплектация общего назначения

Вблоки лабораторных работ не устанавливаются

2.1.Ваттметр – 1 шт. на 5 стендов.

2.2.Катушки индуктивности с сердечниками – 2 шт. на 5 стендов

5

2.3.Милливеберметры – 1 шт. на 5 стендов

2.4.Соединительные провода – 1 комплект *2.5. Реостат PI 1Ш – 100 Ом 2 А

*2.6. Двигатель постоянного тока

*2.7. Секундомер См-60 *2.8. Батареи «Марс» или аналогичного типа

(*) В комплект поставки не входят В измерительный блок установлены цифровые мультиметры, для них

определение цены деления шкалы прибора не производится.

Формулы расчета цены деления шкалы прибора оставлены в настоящем руководстве на случай использования в лабораторных работах стрелочных электроизмерительных приборов.

Сменные блоки лабораторных работ смонтированы в отдельных типовых корпусах. Лабораторный стенд «Уралочка» предусматривает выполнение большого количества лабораторных работ, это обеспечивается универсальностью использования сменных блоков.

Назначение сменных блоков определяется схемой электрических соединений (см. Руководство к лабораторным работам) и мнемосхемой на его лицевой панели. Мнемосхема облегчает сборку электрической цепи и ее восприятие. Перечень сменных блоков приведен в Паспорте на стенд.

Для определения цены деления прибора следует исходить из установленного предела измерения. Установленный предел измерения следует разделить на 50 (вся шкала имеет 50 делений).

Например, для амперметра установленный предел измерения 2 А, тогда цена одного деления (п) равна п =2/50 = 0,04.

6

Меры безопасности

1.Перед началом выполнения курса лабораторных работ студент должен пройти инструктаж по технике безопасности.

2.Сборка электрических схем должна производиться проводами с исправной изоляцией и оконцевателями.

3.Включение собранных схем в работу производится только после проверки преподавателем.

4.Касаться руками клемм, открытых токоведущих частей приборов и аппаратов запрещается.

5.Все переключения в электрических схемах необходимо производить только при снятии напряжения, т.е. отключенном автомате.

6.Во время выполнения лабораторной работы категорически запрещается хождение по лаборатории.

7.Учащийся, заметивший нарушение правил техники безопасности, должен немедленно сообщить преподавателю.

8.Нужно запомнить, что нарушения техники безопасности могут привести к поражению электрическим током.

9.После окончания работы эл. схема должна быть разобрана, рабочее место убрано, дополнительные приборы и провода сданы.

7

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1 ПРИМЕНЕНИЕ ЗАКОНОВ ОМА И КИРХГОФА К РАСЧЕТУ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

1.1. Цель работы

Научиться составлять уравнения для электрических цепей, содержащих пассивные и активные элементы, и решать полученные уравнения классическим методом.

1.2.Перечень приборов

1.Два источника энергии – 4,5 В

2.Мультиметр – 2 шт.

3.Мультиметр – 1 шт.

4.Три магазина сопротивлений

1.3.Порядок выполнения работы

1.Определить размещение приборов на столе, ключи S1 и S2 установить в положение "отключено". Собрать эл. схему цепи (рис. 1).

2.Определить цену деления приборов, исходя из установленного предела измерения.

3.Установить на магазинах сопротивлений заданные преподавателем параметры 1влений и их данные записать в табл. № 1.

4.Предъявить собранную эл. схему для проверки преподавателю.

5.Измерить переносным вольтметром ЭДС источников и записать в

табл. 1.

6.Включить ключ S1. S2 отключен, проверить работу приборов (если требуется полярность).

7.Записать показания амперметров А1 и А3 в табл. 1 (контур АБДЕА).

8.Для контура (АБДЕА) составить уравнение по второму закону Кирхгофа, определить внутреннее сопротивление источника Е. Результаты записать в табл. 1.

8

9.Отключить ключ S1, включить S2, проверить работу приборов.

10.Записать показания приборов А1 и А3 в табл. 1 (контур АБГДБ).

11.Дня контура (АБГДБ) составить уравнение по второму закону Кирхгофа. Пользуясь составленным уравнением, определить внутреннее сопротивление источника Е2. Результаты записать в табл. 1.

12.Включить ключи S1 и S2, проверить работу приборов.

13.3аписать показания амперметров A1 и А2 в табл. № 1 (контур АБГЕА).

14.Для контура (АБГЕА) составить уравнение по второму закону

К лабораторной работе № 1

Рис. 1

Таблица 1

9

1.5. Контрольные вопросы

1.Что называется ветвью, узлом, контуром?

2.Как читается первый закон Кирхгофа?

3.К какому участку эл. цепи он применим?

4.Как читается второй закон Кирхгофа?

5.К какому участку эл. цепи он применим?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2 ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ТРЕУГОЛЬНИКА РЕЗИСТОРОВ В ЭКВИВАЛЕНТНУЮ ЗВЕЗДУ

1.1. Цель работы

Освоить принципы преобразования электрических схем в различные виды, удобные для проведения расчетов.

1.2.Перечень приборов

1.Источник эл. энергии постоянного тока – 30 В

2.Магазины сопротивлений – 3 шт.

3.Мультиметр – 2 шт.

4.Мультиметр – 1 шт.

5.Реостат – 1 шт.

1.3. Порядок выполнения работы

1. Определить размещение приборов на столе.

3. Установить заданные преподавателем сопротивления резисторов R12; R23; R31 на магазинах.

4.Определить цену деления приборов.

5.Предъявить собранную эл. схему для проверки преподавателю.

6.Включить автомат постоянного тока и при 4-х значениях заданного преподавателем «напряжения» U снять показания амперметров. Результаты записать в табл. 2.