Министерство образования и молодежной политики Свердловской области
ГАПОУ СО
«ЕКАТЕРИНБУРГСКИЙ КОЛЛЕДЖ ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА»
Рабочая тетрадь
Практические и лабораторные занятия
по дисциплине « Электротехника»
для специальности 27.02.03
Студент ________________________ группа ________
2020
Содержание
Введение ………………………………………………………………….............4
Лаборатоные занятия
Занятие 1 «Знакомство с лабораторией» ……………………............................6
Занятие 2 «Проверка закона Ома для участка цепи» ………………………........8
Занятие 3 «Исследование свойств последовательного и параллельного
соединения потребителей» …………………… ……………………………........12
Занятие 4 «Проверка основных законов электротехники» …………………..16
Занятие 5 «Исследование неразветвленной цепи с несколькими
источниками э.д.с. Построение потенциальных диаграмм» .........................20
Занятие 6 «Исследование цепи с последовательным соединением резистора
и конденсатора» ………………………………………………. ……………24
Занятие 7 «Исследование цепи переменного тока с последовательным
соединением резистора, конденсатора и катушки» ……………………… 28
Занятие 8 «Исследование цепи переменного тока с параллельным
соединением резистора, конденсатора и катушки» …………………….. …32
Занятие 9 «Исследование цепи переменного тока с последовательным
Соединением резистора, конденсатора и катушки в режиме
резонанса» ……………………………………………………………………...35
Занятие 10 «Исследование трехфазной цепи при соединении потребителей
звездой» ………………………………………………………………….....….38
Практические занятия
Занятие 1 «Расчет цепи постоянного тока методом свертывания» ............41
Занятие 2, 3 «Расчет цепи переменного тока векторным и символическим
методами» ……………………………………………………………………....46
Занятие 4,5 «Расчет трехфазной цепи при соединении нагрузки
звездой» ………………………………………………………………………….52
Библиографический список ……………………………………………………56
Приложение ……………………………………………………………………………..57
Введение
Рабочая тетрадь содержит описание 10 лабораторных и 13 практических
занятий с использованием лабораторных стендов, программных пакетов
«Электроника» и «Electronics Workbench» в соответствии с требованиями ФГОС
СПО
по
электротехническим
специальностям
по
дисциплине
«Электротехника».
Лабораторные и практические занятия направлены на самостоятельную
аудиторную и внеаудиторную работу студентов в изучении законов
электротехники, анализе электрических цепей.
Рабочая тетрадь предназначена для студентов всех форм обучения. Может
быть использована преподавателями электротехники ОУ СПО.
Выполнению каждой лабораторной и практической работы должна
предшествовать тщательная подготовка – изучение учебного материала,
рекомендованного преподавателем и инструкционной карты.
Для успешного выполнения лабораторной и практической работы,
студент должен руководствоваться следующими основными положениями:
1.Точно соблюдать «Правила техники безопасности и правила поведения
в компьютерном классе».
Студент, не прошедший инструктаж по технике
безопасности, на лабораторные занятия не допускается.
2.Лабораторная работа должна выполняться в составе бригады или
индивидуально на закрепленном рабочем месте. Обязанности между
членами бригады распределяются перед выполнением каждой
лабораторной работы. Каждый студент должен иметь тетрадь для
черновых записей и расчетов и «Рабочую тетрадь».
3.Усвоить и строго придерживаться последовательности выполнения
лабораторной работы:
- изучить инструкционную карту с целью уяснения объема и
содержания предстоящей работы;
- ознакомиться с оборудованием и измерительными приборами;
- собрать цепь. Сборку цепи и ее проверку производить путем обхода
сначала главного контура (от одного зажима источника до другого), а
затем параллельных ветвей;
в строгой последовательности, изложенной в инструкционной
карте, пункт за пунктом произвести измерения и вычисления, записывая
результаты в соответствующие формы;
- работа должна выполняться самостоятельно. Обращаться к
преподавателю в процессе работы следует только в том случае, когда все
попытки самостоятельно найти ответ на возникший вопрос исчерпаны;
- разбирать цепь разрешается только после доклада преподавателю
результатов выполненных измерений и вычислений.
4.Заключение по результатам работы является завершающим этапом
выполнения лабораторной работы.
Содержание и глубина заключения характеризуют степень полноты
решения поставленных задач и в значительной степени является
основанием для оценки выполненной работы.
Без отчета по предыдущей работе студент к выполнению
очередной лабораторной или практической работы не допускается.
ИНСТРУКЦИЯ
по технике безопасности при проведение работ
в лаборатории электротехники
Электрический ток представляет большую опасность для жизни человека, так ток в 100
мА вызывает паралич дыхания и сердца, т.е. смерть. Чтобы уберечь себя, окружающих
людей, приборы и оборудование необходимо знать и строго соблюдать правила техники
безопасности.
1. Перед выполнением курса лабораторных работ каждый учащийся должен пройти
инструктаж и расписаться в журнале.
2. Строго воспрещается проводить включение и выключение рубильников и автоматов на
пульте управление руководителей занятий.
3. Нельзя начинать собирать схемы, не убедившись, что с лабораторного стенда снято
напряжение.
4. Запрещается проводить включение питания на лабораторном стенде без проверки
электрической цепи и разрешения руководителя занятий.
5. Нельзя производить какие - либо пересоединения в электрической цепи при
включенном напряжение
6. Запрещается производить на стенде какие – либо переключения, не относящиеся к
лабораторной работе.
7. Запрещается оставлять без надзора электрическую цепь под напряжением, цепь
должна быть включена только в период эксперимента.
8. Учащийся, нарушивший п.п 1,2,3,4,5,6. вне зависимости от того, правильно или
неправильно собрана цепь, отстраняется от лабораторной работы и несет
материальную ответственность за порчу оборудования и электроизмерительных
приборов.
9. В случае неисправности оборудования и электроизмерительных приборов учащийся
обязан немедленно сообщить об этом руководителю.
10. Категорически запрещается касаться руками открытых контактов, зажимов и других
частей электрической схемы, находящихся под напряжением.
11. Категорически запрещается касаться руками и опираться руками на корпуса
электроприборов, электромашин, реостатов, радиаторов труб системы отопления,
вращающихся частей электромашин.
12. Запрещается во время лабораторной работы покидать свое рабочее место, ходить по
лаборатории, делать переключения на других лабораторных стендах.
13. О предстоящей работе в лаборатории учащийся предупреждается не позднее, чем за два
дня с тем, чтобы подготовиться к лабораторной работе.
14. Подготовленность учащегося к выполнению лабораторной работы проверяется
преподавателем до начала работы. Учащиеся, не подготовленные, а также не
представившие своевременно отчеты о
выполнении предыдущей работы,
к
лабораторной работе не допускаются.
15. Пропущенные по уважительной причине работы выполняются по согласованию с
руководителем занятий.
Инструкция по технике безопасности и правила поведения в компьютерном классе
Во время занятий посторонние лица могут находиться в классе только с разрешения
преподавателя.
Перед началом работы необходимо:
убедиться в отсутствии видимых повреждений на рабочем месте, разместить на столе
тетради, учебные пособия так, чтобы они не мешали работе на компьютере;
При работе в компьютерном классе категорически запрещается:
находиться в классе в верхней одежде,
класть одежду и сумки на столы,
находиться в классе с едой и напитками,
располагаться сбоку или сзади от включенного монитора,
присоединять или отсоединять кабели,
трогать провода и разъемы,
передвигать компьютеры,
открывать системный блок,
пытаться самостоятельно устранять неисправности в работе аппаратуры,
перекрывать вентиляционные отверстия на системном блоке и мониторе,
класть книги, тетради и другие вещи на клавиатуру, дисплей и системный блок,
удалять или перемещать чужие файлы;
приносить и запускать компьютерные игры.
Находясь в компьютерном классе, учащиеся обязаны:
соблюдать тишину и порядок,
выполнять требования преподавателя, инженера или лаборанта,
находясь в сети, работать только под своим именем и паролем;
Соблюдать режим работы согласно санитарным правилам:
при появлении рези в глазах, резком ухудшении видимости, невозможности сфокусировать
взгляд или навести его на резкость, появлении боли в пальцах и кистях рук покинуть
рабочее место и сообщить преподавателю;
После окончания работы завершить все активные программы и корректно выключить
компьютер;
Оставить рабочее место чистым;
Работая за компьютером, необходимо:
поддерживать расстояние от экрана до глаза 70 – 80 см (расстояние вытянутой руки),
держать спину прямой, плечи расслабленными и опущенными, ноги держать на полу,
локти, запястья и кисти рук на одном уровне, локтевые, тазобедренные, коленные и
голеностопные суставы под прямым углом;
Занятие
1
2 часа
Тема практического занятия
«Способы соединения конденсаторов в батарею.
Определение эквивалентной емкости»
Цель работы: научиться определять эквивалентную емкость конденсаторов
при смешанном соединении.
1.Изучаем теорию
Электрический конденсатор (англ. capacitor) — это устройство, которое может
накапливать электрический заряд и хранить его некоторое время.
Параллельное соединение конденсаторов.
Если группа конденсаторов включена в цепь таким образом, что к точкам включения
непосредственно присоединены пластины всех конденсаторов, то такое соединение
называется параллельным соединением конденсаторов (рисунок 1.1.).
Рисунок 1.1. - Параллельное соединение конденсаторов.
При заряде группы конденсаторов, соединенных параллельно, между пластинами
всех конденсаторов будет одна и та же разность потенциалов, так как все они заряжаются
от одного и того же источника тока:
U = U1 = U2 = U3
Общее же количество электричества на всех конденсаторах будет равно сумме
количеств электричества, помещающихся на каждом из конденсаторов, так как заряд
каждого их конденсаторов происходит независимо от заряда других конденсаторов
данной группы:
Q + Q1+ Q2+ Q3
Исходя из этого, всю систему параллельно соединенных конденсаторов можно
рассматривать как один эквивалентный (равноценный) конденсатор.
Тогда общая емкость конденсаторов при параллельном соединении равна сумме
емкостей всех соединенных конденсаторов:
Последний знак + и многоточие указывают на то, что этой формулой можно пользоваться
при четырех, пяти и вообще при любом числе конденсаторов.
Последовательное соединение конденсаторов.
Если же соединение конденсаторов в батарею производится в виде цепочки и к точкам
включения в цепь непосредственно присоединены пластины только первого и последнего
конденсаторов, то такое соединение конденсаторов называется последовательным (рисунок 1.2).
Рисунок 1.2. - Последовательное соединение конденсаторов.
При последовательном соединении все конденсаторы заряжаются одинаковым
количеством электричества:
Q = Q1= Q2= Q3
Напряжения на различных конденсаторах будут, вообще говоря, различными, так
как для заряда одним и тем же количеством электричества конденсаторов различной
емкости всегда требуются различные напряжения. Чем меньше емкость конденсатора, тем
большее напряжение необходимо для того, чтобы зарядить этот конденсатор требуемым
количеством электричества, и наоборот:
U = U1 + U2 + U3
Для вычисления общей емкости при последовательном соединении конденсаторов
удобнее всего пользоваться следующей формулой:
Для частного случая двух последовательно соединенных конденсаторов формула для
вычисления их общей емкости будет иметь вид:
Смешанное соединение конденсаторов.
Последовательно-параллельное (смешанное) соединение конденсаторов
Последовательно-параллельным (смешанным) соединением
онденсаторов называется цепь имеющая в своем составе участки, как с параллельным,
так и с последовательным соединением конденсаторов.
На рисунке 1.3. приведен пример участка цепи со смешанным соединением
конденсаторов.
Рисунок 1.3. - Последовательно-параллельное соединение конденсаторов.
При расчете общей емкости такого участка цепи с последовательно-параллельным
соединением конденсаторов этот участок разбивают на простейшие участки, состоящие
только из групп с последовательным или параллельным соединением конденсаторов.
Дальше алгоритм расчета имеет вид:
1. Определяют эквивалентную емкость участков с последовательным соединением
конденсаторов.
2. Если эти участки содержат последовательно соединенные конденсаторы, то сначала
вычисляют их емкость.
3. После расчета эквивалентных емкостей конденсаторов перерисовывают схему. Обычно
получается цепь из последовательно соединенных эквивалентных конденсаторов.
4. Рассчитывают емкость полученной схемы.
Один из примеров расчета емкости при смешанном соединении конденсаторов приведен
на рисунке 1.4..
Рисунок 1.4. - Пример расчета последовательно-параллельного соединения конденсат.
11.Порядок выполнения работы:
1.Самостоятельно составить схему смешанного соединения конденсаторов (не менее 5
конденсаторов) и определить эквивалентную емкость.
111.Оценка проделанной работы:
Занятие
Тема лабораторного занятия
2
«Ознакомление с правилами эксплуатации
простейшей аппаратуры .Инструктаж по ТБ»
2 часа
Цель работы: ознакомление с лабораторными стендами, возможностями
программ «Electronics Workbench», «Электроника».
Программы «Electronics Workbench» и «Электроника» обеспечивают
возможность создания виртуальной
лаборатории для проведения
лабораторных работ по электротехнике.
Для построения схем и проведения измерений в «Electronics
Workbench» щелчком левой мышью на пиктограмму полей компонентов
открывается соответствующее поле элементов и выводится нужный элемент
на рабочее поле. Щелчком левой мышью элементы соединяются между
собой соединительными проводами.
Щелчком левой мышью на выведенный на рабочее поле элемент
открывается окно технических характеристик этого элемента. Элементы схем
удаляются следующим образом: щелчок правой мышью – Delete – Да. После
окончания работы корректно выключить компьютер.
Для построения схем в программе «Электроника» щелчком левой
мышью на поле элементов выводится нужный элемент и соединительные
провода на рабочее поле. Щелчком левой мышью на выведенный на рабочее
поле элемент открывается окно технических характеристик этого элемента.
Элементы схем удаляются в «Мусор». Программа закрывается левой мышью
«Дверь».
Работа в программе «Электроника» имеет ряд особенностей. В этой
программе предусмотрен выход элементов из строя (перегорают резисторы,
происходит пробой конденсаторов и т.д.).
При
проведении
лабораторных
работ
необходимо
помнить, что в цепь амперметры включаются последовательно, а
вольтметры параллельно тому участку, на котором измеряется
напряжение.
Занятие
Тема практического занятия:
3
«Классификация резисторов и конденсаторов»
2 часа
Цель работы: изучить многообразие резисторов и конденсаторов
1.Порядок проведения работы.
1.Привести классификацию резисторов. Сделать пояснения. Например,
нелинейные резисторы, это резисторы, имеющие нелинейную ВАХ.
Терморезистор :
Рисунок 3.1. обозначение терморезисторов
Рисунок 3.2. ВАХ терморезистора
2.Классификация конденсаторов. Сделать пояснения.
11.Выводы по проделанной работе:
111.оценка проделанной работы:
Занятие
Тема лабораторного занятия:
4
«Проверка закона Ома для участка цепи»
2 часа
Цель работы: исследовать зависимость величины тока на участке цепи от
напряжения на зажимах участка и его сопротивления.
I.Контрольные вопросы:
1.Дать определение силы электрического тока.
2.Дать определение электрического напряжения.
3.Дать определение электрического сопротивления.
4.Сформулировать закон Ома для участка цепи.
5.Записать математическое выражение закона Ома для участка цепи:
6.Чем объясняется обратно пропорциональная зависимость силы тока на участке
цепи от сопротивления этого участка?
7.Почему с увеличением падения напряжения на участке цепи (при условии, что
сопротивление участка постоянно) увеличивается ток?
8.Что называется вольт – амперной характеристикой цепи?
9.Какой физический смысл имеет тангенс угла наклона ВАХ?
П. Приборы и оборудование: (как заполняется таблица: если работа
выполняется на компьютере, то элементы цепей мультимедийные, если – на
стенде, то даются названия ,характеристики, пределы приборов, если нужно
выставлять конкретные номиналы элементов в тех. характеристиках их
указывать)
Таблица 4.1
N
п/п
Наименование прибора или
др. оборудования
Тип
Количество
Технические
характеристики
1
Мультиме
дийный
1
Е=12 В, Rвн=0.5 Ом
2
Источник питания постоянного
тока
Резистор переменный
мультим
1
3
Амперметр
4
Вольтметр
Мультим
мультим
1
1
5
Соединительные провода
Ш. Последовательность выполнения работы:
1.Открыть файл.
2.Выбрать оборудование к лабораторному занятию и заполнить
таблицу 4.1.
3.Собрать на монтажном поле цепь для снятия ВАХ при двух сопротивлениях
нагрузки и исследования зависимости силы тока от сопротивления, при
условии, что источник не идеальный (Е не равно U).
Рисунок 4.1. - Схема цепи для снятия ВАХ
4.Исследовать зависимость силы тока в цепи от напряжения. Результаты
измерений занести в таблицу 4.2
Таблица 4.2
№
п.п
R1 =
I,A
U,B
№
п.п
R2 =
I,A
U,B
4.Построить
зависимости тока в цепи от напряжения:
I = f (U)/R1 =
графики
, R2 =
М
1см ÷
А
1см ÷
В
Рисунок 4.2. - График зависимости тока от напряжения
5.Исследовать зависимость силы тока в цепи от сопротивления при
постоянном напряжении результаты измерений занести в таблицу 4.3.
Таблица 4.3
№
п.п
U1 =
I,A
R,Ом
7.Построить график зависимости тока в цепи от сопротивления:
I = f (R)/U =
М
1см ÷
А
1см ÷
Ом
Рисунок 2.3. - Зависимость силы тока от сопротивления
IV.Выводы по проделанной работе:
V. Оценка проделанной работы:
Занятие
5
Тема практического занятия
«Расчет делителей напряжения»
2 часа
Цель работы: научиться проводить расчеты делителей
1.Изучаем теорию
Существующие виды делителей напряжения
Делители напряжения бывают линейными и нелинейными. В свою очередь линейные
подразделяются на:
1. Резистивные; 2. Емкостные; 3. Индуктивные.
А к нелинейным относятся, например, параметрические стабилизаторы напряжения.
Принцип работы любого делителя одинаков и различия обусловлены лишь набором
компонентов, из которых он собран. Поэтому в качестве примера будет рассмотрен
резистивный делитель напряжения, как наиболее простой из всех существующих.
Давайте рассмотрим следующий рисунок:
Рис.5.1- Делитель напряжения
Выше представленная схема выполнена из пары резисторов соединенных
последовательно. К такой схеме мы можем спокойно прилагать как постоянное, так и
переменное напряжение
Итак, при последовательном соединении резисторов их сопротивление будет
равняться сумме, а именно: R1+R2. И получается что сила тока, будет такова:
I = U/ (R1+R2)
При таком соединении резисторов сила тока будет одинакова на любом участке
цепи.
Так как у нас резисторы имеют разное сопротивление, то согласно Закону Ома,
напряжение на этих элементах так же будет различно, то есть на резисторе R1 будет U1, а
на R2 будет U2.
U1 = I R1 = U R1 / (R1+R2),
U2 = I R2 = U R2 / (R1+R2)
Получается, что по этим формулам мы сможем подсчитать, какое падение напряжение
будет на каждом из резисторов.
Проще говоря, при последовательном соединении резисторов на каждом из них будет
свое напряжение и сумма этих напряжений будет равна напряжению источника
питания, то есть будет справедливо следующее выражение:
U = U1 + U2
С помощью резисторов произошло простое деление напряжения пришедшего от
источника питания.
11.Порядок выполнения работы:
1.Составить схему делителя напряжения из трех резисторов, сделать выводы для снятия
напряжения
2.Определить число напряжений, которые можно снять с делителя.
3.Напряжение питания и номиналы резисторов выбрать из таблицы 1.
Таблица 5.1. Данные для практической работы
№ вар U,В
R1,Ом
R2,Ом
R3,Ом
№ вар U,В
R1,Ом
R2,Ом
R3,Ом
1
30
10
10
10
13
90
30
30
30
2
45
15
15
15
14
120 10
10
10
3
60
20
20
20
15
240 20
20
20
4
75
25
25
25
16
30
5
5
5
5
90
10
10
10
17
60
5
5
5
6
120 20
20
20
18
150 5
5
5
7
150 50
50
50
19
330 11
11
11
8
180 20
20
20
20
90
10
10
10
9
240 40
40
40
21
300 50
50
50
10
300 100
100
100
22
180 30
30
30
11
45
50
50
50
23
150 10
10
10
12
12
4
4
4
24
120 40
40
40
4.Рассчитать делитель:
5.Проверить правильность расчета методом компьютерного моделирования.
111.Выводы:
1У.Оценка проделанной работы:
Занятие
6
Тема практического занятия:
«Выбор предохранителей с плавкими вставками»
2 часа
Цель работы: рассчитать предохранители для защиты электрической сети с
напряжением 220 В, питающей осветительные и электронагревательные приборы.
1.Краткое теоретическое описание.
Электрические цепи всегда рассчитаны на определенную силу тока. Если по той или
иной причине сила тока в цепи становится больше допустимой, то провода могут
значительно нагреться, а покрывающая их изоляция – воспламениться.
Причиной значительного увеличения силы тока в сети может быть или одновременное
включение мощных потребителей тока, например, электрических плиток, или короткое
замыкание. Коротким замыкание называют соединение концов участка цепи
проводником, сопротивление которого очень мало по сравнению с сопротивлением
участка цепи.
Сопротивление цепи при коротком замыкании незначительно, поэтому в цепи
возникает большая сила тока, провода при этом могут сильно накалиться и стать
причиной пожара. Чтобы избежать этого, в сеть включают предохранители.
Назначение предохранителей – сразу отключить линию, если сила тока вдруг
окажется больше допустимой нормы.
Рассмотрим устройство предохранителей.
Рис.6.1- Устройство предохранителей
а) с ножевыми контактами;
б) со скользящими контактами
1 – контакт, 2 – колпачок, 3 – плавкая вставка, 4 – трубка, 5 – фиксатор,
6 – шайба, 7 – втулка
Достоинства предохранителей:
а) простота устройства и низкая стоимость;
б) быстрое отключение цепи при КЗ;
в) способность некоторых предохранителей ограничивать ток КЗ.
Плавкие предохранители должны обеспечивать нормальную работу
электроприемников при длительном прохождении по ним номинального тока и
немедленно отключать их при перегрузках и коротких замыканиях.
Основными параметрами предохранителей являются номинальные значения напряжения
и токов. Номинальный ток предохранителя должен соответствовать наибольшему току
плавкой вставки, которая может быть в нем установлена.
Предохранители выбирают с учетом следующих обстоятельств:
1) номинальный ток плавкой вставки должен удовлетворять требованию Iвст. Iр,
где Iр – расчетный ток на защищенном участке цепи;
2) токи плавкой вставки можно рассчитывать, или пользоваться правочниками;
3) каждый предохранитель должен срабатывать лишь тогда, когда произойдет короткое
замыкание на участке цепи, который он защищает, т.е. предохранители должны
работать избирательно (селективно).
Контрольные вопросы.
1. Какова цель установки предохранителей в электрических цепях?
2. Как рассчитывается номинальный ток плавкой вставки предохранителя?
3. Почему правилами техники безопасности запрещается установка так называемых
"жучков" - случайно выбранных проводников вместо целых предохранителей?
11.Практческая часть
I.Выбор приборов и оборудования:
Таблица 6.1 - Приборы и оборудование
N
п/п
Наименование прибора или др.
оборудования
1.
2.
Источник
переменного мультимедийный
тока
мультимедийные
Осветительные лампы
3
Нагревательные приборы
4
Соединительные провода
Тип
мультимедийные
Количес
тво
Технические характеристики
1
Напряжение 220В
2
2
11.Порядок выполнения работы.
1.Соберите электрическую цепь, изображенную на рисунке:
1 лампа 60 Вт, 240В
2 лампа 150 Вт.
240 В
1 – 600Вт, 240 В
2 – 1000 Вт, 240В
Рис.6.2. - Схема исследования предохранителей
Нумерация ключей и предохранителей идет слева направо
1.Определите расчетный ток для каждого электроприемника, результаты занесите в
таблицу.
Формула для расчета тока электроприемника Таблица 6.2. Токи электроприемников
Наименование приемников
Токи
приемников, А
Токи плавких
вставок
Лампа 1
Лампа 2
Нагревательный прибор 1
Нагревательный прибор 2
Ток, питающий цепь
2.С помощью таблицы
определите значения токов
плавких предохранителей,
защищающих отдельно электроосветительную сеть (Пр.3) и сеть, питающую
электронагревательные приборы (Пр.2), а также ток для общего предохранителя (Пр.1),
защищающего все электрические приборы. Внесите в таблицу 3.2.
Например: лампы потребляют мощность Рл = Рл1 + Рл2 = 60 + 150 = 210 Вт,
ближайшее значение мощности из таблицы Р= 250 Вт, тогда предохранитель
для двух ламп выбираем на ток 2 А
Таблица 6.3 – Справочные данные по предохранителям
Таблица для выбора номинала предохранителя в зависимости от
потребляемой мощности электроприбора при питающем напряжении 220 В
Максимальная мощность
потребления
10 50 100 150 250 500 800 1000 1200 1600 2000 2500 3000 4000 6000 8000 10000
электроприбором, ватт
(BA)
Номинал стандартного
0,1 0,25 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 8,0 10,0 12,0 15,0 20,0 30,0 40,0 50,0
предохранителя, А
Определите ток общего предохранителя: I = Iл + Iнагр.пр.
3.Замкните ключи К1 и К4, К5. Убедитесь, что лампы загорелись, а
предохранители Пр.1 и Пр.3 не перегорают, разомкните ключи.
4.Замкните ключи К1 и К2, К3. Убедитесь, что нагреватели включились, а
предохранители Пр.1 и Пр.2 не перегорают.
5.Замкните все ключи. Убедитесь, что все электроприборы включились, а все
предохранители не перегорают.
111.Выводы по проделанной работе:
1У.Оценка проделанной работы:
Занятие
7
Тема лабораторного занятия:
«Исследование неразветвленной цепи с несколькими
источниками э.д.с. Построение потенциальных
диаграмм»
Цель работы: научиться рассчитывать и измерять потенциалы в контуре,
строить потенциальные диаграммы.
4 часа
I.Контрольные вопросы:
1.Дать определение потенциала.
3.Привести алгоритм расчета потенциалов в контуре.
II.Приборы и оборудование:
Таблица 7.1
N
п/п
Наименование прибора или др.
оборудования
Тип
Количество
III.Порядок выполнения работы:
1.Ознакомиться с оборудованием необходимым
лабораторной работы. Заполнить табл.7.1.
Технические
характеристики
для
выполнения
2.Для схемы с согласным включением источников питания рис. 7.1 рассчитать
величину и определить направление силы тока в цепи (номиналы элементов
цепи выбрать самостоятельно). Внутренние сопротивления источников
выбираем минимальное 0.01 Ом и этими сопротивлениями пренебрегаем..
Рисунок 7.1. постоянного
включением
3.Определить потенциалы в цепи:
Неразветвленная цепь
тока с согласным
источников
4.На монтажном поле собрать электрическую цепь в соответствии со схемой
рис. 7.1. Измерить потенциалы в цепи. Результаты измерений записать.
5.Построить потенциальную диаграмму цепи
М
1см ÷
А
1см ÷
Ом
Рисунок 7.2.- Потенциальная диаграмма цепи с согласным включением
источников
6.Для схемы со встречным включением источников питания рис. 7.3
рассчитать величину и определить направление силы тока в цепи:
Рисунок 7.3. - Неразветвленная цепь постоянного тока со встречным
включением источников
7.Определить потенциалы в цепи:
8.На монтажном поле собрать электрическую цепь в соответствии со схемой
рис. 7.3, измерить потенциалы в цепи.
9.Построить потенциальную диаграмму цепи:
М
1см ÷
А
1см ÷
Ом
Рисунок 7.4. - Потенциальная диаграмма цепи со встречным включением
источников
IV.Выводы по проделанной работе:
V.Оценка проделанной работы:
Занятие
8
Тема лабораторного занятия
«Исследование цепи постоянного тока со смешанным
соединение резисторов»
2 часа
Цель работы: опытным путем проверить закон Ома для полной цепи, закон
Ома для участка цепи, первый и второй законы Кирхгофа. Исследовать
практическое применение закона Джоуля – Ленца.
I.Контрольные вопросы:
1.Какое соединение приемников называется смешанным?
2.Привести схему цепи со смешанным соединением потребителей.
3.Привести формулы для расчета мощности источника и потребителя.
4.Дать формулировку и привести математическую запись первого закона
Кирхгофа.
5.Дать формулировку и привести математическую запись второго закона
Кирхгофа.
6.Дать формулировку и привести математическую запись закона Ома для
полной цепи.
7.Дать формулировку и привести математическую запись закона Ома для
участка цепи.
8.Дать формулировку и привести математическую запись закона Джоуля –
Ленца.
9.Объяснить устройство и назначение предохранителей с плавкой вставкой.
II.Выбор приборов и оборудования:
Таблица 8.1 Приборы и оборудование
N
п/п
Наименование прибора или
др. оборудования
Тип
Технические
характеристики
Количество
III.Порядок выполнения работы:
1.Открыть файл «Электроника».
2.Выбрать оборудование к лабораторному занятию и заполнить таблицу 8.1
(Rист ≠ 0).
3.Собрать цепь смешанного соединения приемников рис.8.1.
Рисунок 8.1. - Смешанное соединение приемников
4.Измерить токи и напряжения на участках и всей цепи.
измерений занести в таблицу 8.2.
Таблица 8.2 Данные наблюдений и вычислений
Р, Вт
Р3, Вт
Р2, Вт
Р1, Вт
U, B
Расчет
U3, B
U2, B
U1, B
I = I1, A
I2, A
I3, A
Измерение
R3, Ом
R2, Ом
R1, Ом
Выбранные
параметры
Е, В
№
п.п
Результаты
5.Вычислить мощность каждого приемника и всей цепи, результаты
вычислений занести в таблицу 8.2.
6.Проверить баланс мощности в цепи.
7.Проверить первый закон Кирхгофа для любого из узлов.
8.Проверить второй закон Кирхгофа для контура
E - R1 - R2 – E.
9.Проверить закон Ома для полной цепи.
10.Проверить закон Ома для любого из участков цепи.
141Вынести на монтажное поле нагревательный элемент, ознакомиться с его
характеристиками:
Uраб =
Р=
14.Качественно оценить работу нагревательного элемента при U < Uраб,
U = Uраб,
U > Uраб
IV. Сделать выводы по проделанной работе:
V. Оценка проделанной работы:
Занятие
Тема практического занятия
«Расчет цепи постоянного тока методом
4 часа
свертывания»
Цель работы: научиться на практике применять законы Ома и Кирхгофа,
рассчитывать простые цепи.
9
I. Контрольные вопросы:
1.Пояснить суть метода свертывания.
2.Пояснить способы проверки правильности расчета цепей ( не упустите из
вида моделирование цепей).
3.Привести математическую запись законов Ома и Кирхгофа:
- закон Ома для участка цепи,
- первый закон Кирхгофа,
- второй закон Кирхгофа
4.Указать единицы измерения:
силы тока напряжения сопротивления –
проводимости –
элетрической мощности электрической энергии –
5.Привести формулу для расчета энергии, потребляемой электрической цепью
W=
II. Порядок выполнения работы:
1.В соответствии со своим вариантом выбрать схему цепи, рис.9.1.
2.Параметры элементов цепи и напряжение питания цепи выбрать, в
соответствии со своим вариантом, из таблицы 9.1.
3.Определить силу тока в каждой ветви.
4.Определить правильность найденных токов одним из способов:
составлением баланса мощности цепи, проверкой законов Кирхгофа для узлов
или контуров цепи, соберите цепь в программе WB и убедитесь в том, что
токи найдены правильно.
5.Определить энергию, потребляемую цепью за 8 часов работы.
Таблица 9.1 Параметры элементов цепей
Вариант
№
R1, Ом
R2, Ом
R3, Ом
R4, Ом
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
8
4
15
20
9
8
17
45
5
34
30
14
23
24
10
12
0,8
14
15
16
18
32
16
4
5
25
15
35
45
24
6
6
15
50
6
13
13
50
10
56
5
16
14
12
20
23
23
36
9
7
5
3
1
22
14
6
14
3
6
8
10
8
5
7
5
4
10
30
15
42
8
7
20
15
30
34
14
5
15
45
23
20
10
50
40
16
30
44
17
32
8
20
25
4
1
15
9
15
5
10
2
43
15
20
25
45
7
7
15
25
14
12
26
20
18
17
27
43
24
15
R5, Ом
6
35
10
25
18
33
20
10
20
30
41
30
12
Uвх,В
Схема №
130
24
110
220
56
20
110
380
180
220
90
30
20
200
24
65
50
65
110
130
80
180
220
220
30
15
24
50
50
110
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
2
4
6
8
10
12
1
3
5
7
9
11
2
3
4
5
6
8
Рисунок 9.1 - Простые электрические цепи
III.Расчет цепи:
IV. Проверка правильности расчета (несколькими способами):
V. Выводы по проделанной работе:
VI. Оценка проделанной работы:
