ГОУВПО «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева»
ИНСТИТУТ МЕХАНИКИ И ЭНЕРГЕТИКИ
КАФЕДРА ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ И АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА
Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «электротехника и электроника»
Саранск 2009
Лабораторные работы в курсе «Электротехника и электроника» имеют целью закрепление пройденного материала, наглядную демонстрацию и подтверждение основных законов электротехники, формирование более полного представления об изучаемых процессах в электрических цепях, исследование работы электрических цепей и некоторых электрических машин, а также развитие практических навыков сборки и анализа электрических схем, пользования измерительными приборами и методами измерений.
Назначение и краткое описание лабораторного стенда
Лабораторный стенд предназначен для сборки электрических схем при выполнении лабораторных работ по электротехнике. Электрические схемы лабораторных работ содержат источники и приемники электрической энергии. Поэтому на стенде имеются зажимы, на которые выведено напряжение переменного тока и зажимы, на которые выведено напряжение постоянного тока. Питание исследуемых схем осуществляется от этих зажимов. В качестве приемников электрической энергии на стенде служат активные и реактивные сопротивления. Кроме этого в стенд вмонтирован трехфазный трансформатор и полупроводниковые диоды. Функцию активных сопротивлений выполняют резисторы, лампы накаливания и проволочные реостаты. Функцию емкостных сопротивлений выполняют конденсаторы, а в качестве индуктивных сопротивлений можно использовать первичные обмотки трехфазных трансформаторов. Измерение параметров исследуемых схем осуществляют при помощи прилагаемых электроизмерительных приборов. Расположение основных элементов стенда указано на рис. 1.
Р и с. 1. Расположение основных элементов лабораторного стенда
1 – блок конденсаторов; 2 – блок резисторов; 3 – выключатель электропитания стенда; 4 – ламповый реостат; 5 – блок питания переменного напряжения; 6 – блок питания постоянного напряжения, в этом же блоке смонтированы полупроводниковые диоды; 7 – трехфазный трансформатор; 8 – проволочные реостаты.
Назначение и краткое описание блоков стенда
1. Блок конденсаторов состоит из неполярных конденсаторов, три из которых, емкостью 10, 20 и 30 мкФ, выведены на отдельные клеммы, а остальные конденсаторы соединены через тумблеры в батарею и выведены на общую пару зажимов. Емкость конденсаторной батареи можно изменять с дискретностью 0,25 мкФ в пределах от 0 до 34,75 мкФ. Все конденсаторы рассчитаны на напряжение 400 В. Блок предназначен для использования имеющихся в его составе конденсаторов в качестве емкостной нагрузки
2. Блок резисторов состоит из проволочных сопротивлений имеющих различные номинальные значения. Каждое сопротивление выведено на свою пару клемм расположенных на лицевой панели блока. На панель блока выведены также два ключа предназначенных для осуществления коммутаций на заданных участках схемы. Блок предназначен для использования сопротивлений, входящих в его состав в качестве активной нагрузки.
3. Выключатель электропитания пакетного типа. Выключатель предназначен для подачи напряжения на схему стенда. Выключатель срабатывает при вращении ручки в любом направлении, причем, если ручка выключателя оказывается в вертикальном положении, то стенд под напряжением. Этим выключателем пользуются всякий раз, когда необходимо исправить существующую или собрать новую схему. Слева от стенда, на столе, установлен еще один выключатель. Это автоматический выключатель АП-50 с комбинированным расцепителем. Он предназначен для коммутаций и для защиты оборудования стенда от перегрузок и коротких замыканий (но не для защиты человека от удара напряжением!). Этот выключатель включают в начале работы и выключают по завершении.
4. Ламповый реостат состоит из трех групп ламп накаливания. В каждой группе имеется 5 таких ламп. Лампы внутри группы соединяются между собой параллельно, каждая - через индивидуальный тумблер. Таким образом, включая или выключая тумблеры на лицевой панели реостата, можно дискретно изменять сопротивления групп лампового реостата. Ламповый реостат применяют в качестве активной нагрузки.
5. Блок питания переменного напряжения состоит из четырех клеммных зажимов, на которые выведены нулевой и линейные провода, а также трех предохранителей, включенных в цепи линейных проводов и трех сигнальных ламп. Сигнальные лампы своим свечением указывают на наличие напряжения на зажимах линейных проводов. Следует помнить, что клемма нулевого провода соединена с корпусом стенда, и касание корпуса равносильно касанию нулевого провода. Линейное и фазное напряжения на клеммах этого блока питания, в целях безопасности, на ступень ниже промышленных и составляют: линейное – 220 В, фазное – 127 В. Однако эти напряжения являются опасными для жизни человека!
6. Блок питания постоянного напряжения имеет три пары клемм на которые выведены напряжения постоянного тока (ЭДС Е1, Е2, Е3). Значение любой из ЭДС не превышает 10 В. Включение и отключение напряжений осуществляется одновременно, при помощи тумблера находящегося на этом же блоке. Кроме этого на лицевой панели блока имеются клеммы к которым присоединены выводы полупроводниковых диодов. Диоды могут использоваться как отдельные элементы.
7. Трехфазный понижающий трансформатор предназначен для использования по прямому назначению, либо в качестве индуктивной нагрузки (для этой цели можно использовать только первичные обмотки трансформатора). Начала и концы первичных обмоток обозначены прописными латинскими буквами, а начала и концы вторичных обмоток – строчными латинскими буквами.
8. Проволочные реостаты предназначены для использования в качестве активной нагрузки. В корпус вмонтировано 2 реостата, сопротивления которых можно изменять только синхронно, при помощи вращения одной ручки. Каждый реостат рассчитан на максимальный ток 4,4 А и имеет максимальное сопротивление 15,5 Ом.