методичка по тое

Министерство образования и науки Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет

Факультет инженерной экологии и городского хозяйства

Кафедра электроэнергетики и электротехники

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

Часть I

Методические указания к выполнению лабораторных работ

Санкт-Петербург

2014

1

УДК 621.311.1; 621.314.042.52; 621.314.222.6

Рецензент канд. техн. наук; доц. Резниченко В. В.

Электротехника. Часть I: метод. указания / сост.: Н. И. Рукобратский, И. С. Сезина; СПбГАСУ. – СПб., 2014. – С. 52.

Методические указания к лабораторным работам разработаны применительно к читаемому в СПбГАСУ курсу для всех специальностей очного, вечернего и заочного обучения, могут быть использованы при подготовке к экзаменам.

Методические указания содержат все сведения, необходимые для выполнения лабораторных работ.

Табл. 11. Ил. 14.

© Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, 2014

2

ВВЕДЕНИЕ

Общие положения о работе лаборатории

До начала лабораторных работ студенты обязаны ознакомиться с организацией их выполнения, правилами техники безопасности в лаборатории электротехники и пройти инструктаж по технике безопасности с распиской об этом в соответствующем журнале.

Работы в лаборатории могут проводиться только с разрешения профессорско-преподавательского состава кафедры.

При выполнении студентами лабораторной работы на рабочем месте могут находиться только материалы, необходимые для выполнении данной работы: инструкции, руководства и черновые записи по проводимой работе.

При выполнении работ в лаборатории студенты обязаны: бережно обращаться с лабораторным имуществом, знать правила пользования измерительными приборами, применять приборы и аппараты только по прямому назначению в пределах допустимых величин тока и напряжения.

Студенты, виновные в повреждении приборов и аппаратов, несут за это материальную ответственность.

Правила техники безопасности при работе в лаборатории общей электротехники

1. Проводить работу на стенде разрешается группе студентов не менее двух человек. Работа на стенде одного студента разрешается в порядке исключения и только в присутствии преподавателя или лаборанта.

2.Перед сборкой схемы на рабочем месте студенты обязаны убедиться, что стенд лабораторной установки отключен от сети электропитания.

3.Сборку схемы разрешается производить только исправными изолированными проводами с наконечниками.

4.Подключать схему к электросети разрешается только с разрешения преподавателя или лаборанта.

5.Перед подключением схемы к электросети студенты должны обязательно убедиться, что никто не прикасается к токоведущим частям установки.

3

6.В случае необходимости каких-либо переключений или отключений элементов экспериментальной установки, находящейся под напряжением, установка должна быть отключена от сети.

7.Включение и отключение стенда от электросети должно производиться одним и тем же лицом. В случае ненормальной работы установки или угрозе поражения электрическим током кого-либо из работающих, отключение стенда от сети должно быть произведено немедленно любым из участников работы. О случившемся должно быть доложено руководителю работ или кому-либо из персонала лаборатории. Повторное включение установки может быть допущено только руководителем работ после ее проверки и устранения неисправностей.

8.При временном прекращении работ на лабораторном стенде он должен быть отключен от сети.

Подготовка к проведению эксперимента

При подготовке к лабораторным работам и составлении отчета рекомендуется использовать материал лекций и рекомендованную учебную литературу. До начала выполнения работ каждый студент обязан:

а) ознакомиться с содержанием предстоящей работы и получить указания преподавателя по всем неясным вопросам;

б) подробно ознакомиться со схемой лабораторной установки, номинальными данными приборов и аппаратов, смонтированных на лабораторном стенде, и особенно с расположением выключателей, подающих питание установке;

в) подготовить предварительные черновые записи по предстоящей работе, принципиальную схему, таблицу для записи паспортных данных приборов, таблицы для записи экспериментальных данных, расчетные формулы и т. п.

Примечание. Изучение теоретического материала, описание выполняемой лабораторной работы, подготовка черновых записей (схем, таблиц, формул и т. п.) производятся студентом до прихода в лабораторию для выполнения работы.

Перед началом работы студенты опрашиваются руководителем работ по содержанию предстоящей лабораторной работы. Студенты, не подготовленные к проведению лабораторной работы, не допускаются к ее выполнению.

4

Для проведения лабораторных работ учебная группа делится на бригады численностью в два - четыре человека.

Из числа студентов бригады, выполняющей лабораторную работу, один назначается старшим и следит за соблюдением техники безопасности и настоящего положения во время проведения эксперимента.

Порядок проведения работ

Учебно-лабораторные работы выполняются студентами в соответствии с данными методическими указаниями и требованиями руководителя занятиями. При ознакомлении со схемой установки и лабораторным стендом студенты должны определить назначение каждого из приборов, аппаратов, смонтированных на стенде и их место в схеме выполняемой лабораторной работы с учетом назначения, пределов измерения приборов и измеряемых ими величин. Паспортные данные приборов, используемые в данной работе, записать в табл. 1. Данные приборов указаны на их шкалах.

Собрать схему лабораторной установки. Сборку схемы разрешается производить только исправными проводниками с исправными наконечниками и обязательно при отключенном электропитании. При сборке схемы вначале, как правило, следует включать главные токовые цепи, затем - параллельные измерительные цепи и цепи сигнализации и блокировки. Присоединение проводников к клеммам приборов и аппаратов должно быть надежным и обеспечивать хороший электрический контакт. К каждому зажиму электроизмерительных приборов и реостатов разрешается подключать не более двух проводников.

Собранную схему студенты обязаны показать преподавателю или лаборанту для проверки правильности ее сборки и получения разрешения на выполнение эксперимента.

Порядок окончания работ

По окончании работы студенты обязаны отключить схему от электросети.

Каждый студент обязан предъявить руководителю работ на проверку и подпись черновик записей результатов экспериментов, после чего руководитель разрешает произвести разборку схемы.

5

Разобрав схему, студенты обязаны: аккуратно сложить все проводники, использованные при работе и убрать их в стол лабораторного стенда; привести в порядок свое рабочее место и возвратить персоналу лаборатории приборы, полученные на время выполнения работы.

Отчет по выполненной работе

Отчет по выполненной работе составляется лично каждым студентом и предъявляется руководителю работы на следующем занятии. Студенты, не сдавшие отчеты по предыдущей лабораторной работе, к выполнению следующей работы не допускаются.

Отчет должен содержать: а) титульный лист;

б) принципиальную электрическую схему с необходимыми пояснениями к ней;

в) таблицу с записью паспортных данных применяемых в работе измерительных приборов;

г) таблицы с экспериментальными данными и результатами вычислений;

д) графики и векторные диаграммы; е) основные формулы, по которым производилась обработка

экспериментальных данных, и примеры расчетов.

Отчет оформляется на листах бумаги формата А4 или двойных листах из тетради в клетку и подписывается студентами с указанием даты оформления отчета. Текст, таблицы, формулы в отчете должны быть написаны чернилами.

Принципиальная электрическая схема лабораторной установки должна быть выполнена с обязательным соблюдением требований ГОСТ ЕСКД в части условных графических обозначений и правил выполнения электрических схем.

Паспортные данные приборов рекомендуется записывать в табл. 1.

Формы таблиц для записи экспериментальных данных и вычисленных величин приведены в методических указаниях к каждой конкретной работе.

Графики и векторные диаграммы должны быть выполнены с указанием на них принятых масштабов.

6

Рис. 1 Общий вид приборного щита

1-блок конденсаторов; 2-блок однофазного счетчика; 3-блок питания; 4-блок измерительных приборов; 5-блок выпрямителя и лабораторного автотрансформатора (ЛАТР); 6-блок ламп накаливания

8

–блок питания;

–блок электроизмерительных приборов;

–блок выпрямителя с автотрансформатором;

–блок ламповых реостатов.

Блок конденсаторов состоит из двух групп конденсаторов переменной и постоянной емкости. Группа конденсаторов переменной емкости набирается путем суммирования отдельных емкостей. Суммирование производится при включении тумблеров блока с указанием номинала подключаемой емкости.

Группа конденсаторов постоянной емкости состоит из трех отдельных конденсаторов емкостью 10; 20 и 30 мкФ.

Блок однофазного счетчика энергии предназначен для определения потребляемой энергии.

Блок питания имеет следующие выводы на панели стенда:

–две розетки для подключения стенда к сети с однофазным напряжением 127, 220, В;

–клеммы 0, А, В, С — для подключения трехфазного напряжения с нулевым проводом;

–три предохранителя на 5 А каждый;

–три сигнальные лампы.

Блок измерительных приборов представлен амперметрами, миллиамперметрами и вольтметрами постоянного и переменного тока.

На панели блока выпрямителя и автотрансформатора (ЛАТР) размещены следующие элементы:

–клеммы для подключения первичной обмотки автотрансформатора к сети с напряжением-127, 220 В;

–маховик для установки заданного выходного напряжения;

–клеммы вторичной обмотки автотрансформатора;

–клеммы выпрямленного напряжения ( + ) и (–);

–два тумблера включения выпрямителя.

Блок ламповых реостатов имеет три группы ламп, которые через клеммы А и Х, В и Y, С и Z подключаются к сети. Сопротивления в каждой группе зависят от количества включенных ламп. Включение лампы производится тумблером, установленным под лампой.

9

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Исследование последовательной цепи переменного тока

Цель работы

Измерение и вычисление параметров последовательной цепи. Приобретение навыков в построении векторных диаграмм.

Программа работы

1. Ознакомиться с лабораторным стендом и выбрать необходимые измерительные приборы и электрооборудование.

2.Собрать измерительную цепь (рис. 1. 1, а) и после проверки

еепреподавателем записать паспортные данные используемых приборов в таблицу "Паспортные данные приборов".

3.Подключить к измерительной цепи последовательно соединенные катушку индуктивности и конденсатор. Снять резонансную кривую зависимости тока цепи от емкости конденсатора.

4.Исследовать работу неразветвленной цепи, содержащей:

а) последовательно соединенные катушку индуктивности и конденсатор;

б) катушку индуктивности; в) конденсатор; г) ламповый реостат.

5. НИРС: снять резонансную кривую зависимости тока цепи от частоты напряжения питания, используя звуковой генератор переменной частоты.

Методические указания по выполнению работы

1.Выбор пределов измерения измерительных приборов производится исходя из следующих условий:

а) предел измерения вольтметров и обмотки напряжения ваттметра зависит от величины измеряемого напряжения (250 В);

б) предел измерения амперметра определяется величиной максимального тока в цепи (1 А).

2.При сборке схемы использовать ламповый реостат, который обладает только активным сопротивлением rr; катушку индуктивно-

10