Лабораторные работы и методические рекомендации для подготовке к лабораторным работам

КРАЕВОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ














Лабораторные работы и методические указания
к лабораторным работам по дисциплине
ОПД.03 Электротехника и электроника
для специальности 23.02.03 Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта






























Составитель: Васькина В.П. - преподаватель электротехники и электроники
КГА ПОУ «Дальневосточный технический колледж»



Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности 23.02.03 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта», используется для подготовки и выполнения лабораторных работ по электротехнике и электронике.
Учебное пособие содержит описание и методические рекомендации для подготовки к лабораторным работам, форму отчета.
Учебное пособие может использоваться студентами других специальностей при изучении предмета «Электротехника и электроника».


















СОДЕРЖАНИЕ


ВВЕДЕНИЕ
1. Правила внутреннего распорядка и техника безопасности при выполнении работ
2. Выполнение лабораторной работы
3. Обработка результатов и оформление отчета
4. Перечень лабораторных работ
5. Лабораторные работы и методические рекомендации для подготовки к лабораторным работам
№ 1 Электроизмерительные приборы и измерения
№ 2 Линейные электрические цепи
№ 3 Электрическая цепь переменного тока с параллельным
соединением элементов.
№ 4Трехфазная электрическая цепь при соединении потребителей по
схеме «звезда»
№ 5 Однофазный трансформатор
№ 6 Управление асинхронным двигателем
№ 7 Испытание двигателя постоянного тока
№ 8 Испытание генератора постоянного тока
№ 9 Исследование и снятие вольтамперных характеристик полупроводникового диода

ЛИТЕРАТУРА
5

8
9
10
11
12

12
17

24

28
33
38
43
49

54

60











ВВЕДЕНИЕ

Учебная дисциплина «Электротехника и электроника» является частью программы подготовки специалистов среднего звена по специальности 23.02.03 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта» (базовой подготовки). Дисциплина входит в общепрофессиональный цикл.
Освоение дисциплины электротехника и электроника является основой для дальнейшего изучения профессиональных модулей. Цель изучения дисциплины:
- получение теоретических знаний по основным законам электрических и магнитных цепей, устройству и работе электрических машин, компонентам автомобильных электронных устройств;
- приобретение практических навыков по расчету электрических цепей, трансформаторов и электрических машин, по работе с измерительными приборами;
- формирование профессиональных компетенций по организации безопасного ведения работ при техническом обслуживании и ремонте автотранспорта.
Процесс изучения дисциплины «Электротехника и электроника» направлен на формирование у студентов общих и профессиональных компетенций.
Профессиональные компетенции:
ПК 1.1. Организовывать и проводить работы по техническому обслуживанию и ремонту автотранспорта.
ПК 1.2. Осуществлять технический контроль при хранении, эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте
ПК 1.3. Разрабатывать технологические процессы ремонта узлов и деталей.
ПК 2.3. Организовывать безопасное ведение работ при техническом обслуживании и ремонте автотранспорта.
В результате освоения дисциплины студент должен уметь:
- пользоваться измерительными приборами;
- производить проверку электронных и электрических узлов автомобиля;
- производить подбор элементов электрических цепей и электронных схем.
В результате освоения дисциплины студент должен знать:
- методы расчета и измерения основных параметров электрических, магнитных и электронных цепей;
- компоненты автомобильных электронных устройств;
- методы электрических измерений;
- устройство и принцип действия электрических машин.
В содержании учебной дисциплины «Электротехника и электроника», по специальности 23.02.03 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта», значительное внимание уделено лабораторным и практическим работам, которые позволяют повысить уровень электротехнической подготовки студентов, формируют базу для освоения профессиональных компетенций, позволяют воспитать интеллектуального специалиста с социальной и профессиональной готовностью необходимой для жизни в современном мире.
Для выполнения лабораторных работ применяются лабораторные комплексы «Электротехника и основы электроники» ЭТ и ОЭ – СК и «Электротехника и основы электроники» ЭТ и ОЭ – НК предназначенные для обучения студентов неэлектротехнических специальностей.
Лабораторные работы проводятся в последовательности указанной в пособии. Для выполнения лабораторных работ студент должен руководствоваться следующими положениями:
1. Внимательно ознакомиться с описанием соответствующей работы и установить, в чем состоит основная цель и задача работы;
2. По теоретическому курсу и литературным источникам изучить теоретическую часть, относящуюся к данной лабораторной работе;
3. До проведения лабораторной работы подготовить в рабочей тетради соответствующие схемы, таблицы наблюдений, расчетные формулы;
4. Составить ответы на контрольные вопросы, приведенные в методических указаниях.
5. Неподготовленные студенты к работе не допускаются.


Рис. 1 Лабораторный комплекс «Электротехника и основы электроники» Э и ОЭ – СК













Рис. 2 Лабораторный комплекс «Электротехника и основы электроники» Э и ОЭ – НК

1. Правила внутреннего распорядка и техника безопасности при выполнении работ
Во избежание несчастных случаев и преждевременного выхода из строя приборов и оборудования студент при выполнении лабораторных работ должен выполнять следующие правила внутреннего распорядка и техники безопасности.
1. К работе в лаборатории допускаются студенты, знакомые с правилами внутреннего распорядка и техники безопасности.
2. В лаборатории запрещается покидать рабочие места без разрешения преподавателя и переходить от одного стенда к другому.
3. Электрические цепи собираются при отключенном источнике питания. При необходимости изменений в цепи в процессе работы нужно отключить источник питания.
4. Сборку электрической цепи производят соединительными проводами в строгом соответствии со схемой, представленной в лабораторной работе, обеспечивая при этом надежность электрических контактов всех разъемных соединений. При сборке необходимо следить, чтобы соединительные провода не скручивались петлями.
5. Собранная электрическая цепь предъявляется для проверки преподавателю.
6. Включение электрической цепи под напряжение производится с разрешения преподавателя, в его присутствии.
7. При обнаружении неисправности в цепи, появления специфичного запаха, повреждения оборудования или приборов необходимо немедленно отключить электропитание стенда.
8. Перед включением регулируемого источника питания необходимо убедиться, что его ручка стоит в положении, соответствующем минимальному выходному напряжению.
9. При работе с конденсаторами следует помнить, что на их зажимах, отключенных от сети, некоторое время сохраняется электрический заряд.
10. При работе с мультиметром следует правильно выбирать род измеряемой величины, предел её измерения и гнезда для подключения щупов.
11. При работе с осциллографом во избежание перегрузки по входу необходимо правильно выбирать предел измерения его усилителя.
12. При использовании электрических машин строго выполняйте правила и порядок их пуска.
13. После выполнения лабораторной работы необходимо разобрать исследуемую электрическую цепь и привести в порядок рабочее место.

2. Выполнение лабораторной работы
1. Перед сборкой электрической цепи предварительно ознакомиться с электрическим оборудованием и измерительными приборами, предназначенными для проведения соответствующей лабораторной работы. При этом следует убедиться, что лабораторный комплекс обесточен.
2. Сборку цепи необходимо проводить в точном соответствии с заданием. Вначале соединять элементы цепи, включаемые последовательно, а затем – параллельно. При сборке целесообразно пользоваться проводами разных цветов.
3. По окончании сборки электрическая цепь обязательно должна быть предъявлена для проверки. Включать цепь под напряжение можно только с разрешения преподавателя.
4. Запись показаний всех приборов в процессе выполнения работы следует проводить по возможности одновременно и быстро.
5. После выполнения отдельного этапа лабораторной работы результаты опыта вместе с простейшими контрольными расчетами предъявляются для проверки преподавателю до разборки электрической цепи.
6. Разбирать электрическую цепь, а также переходить к сборке новой можно только по разрешению преподавателя.
7. Если при исследовании цепи постоянного тока стрелка измерительного прибора уходит за пределы шкалы в обратном направлении, надо отключить цепь и переключить подходящие к прибору провода.
8. Если стрелка какого-либо прибора выходит за пределы шкалы, надо немедленно выключить источник питания, доложить преподавателю.
9. Лабораторная работа считается выполненной только после утверждения её результатов преподавателем и приведения рабочего места в порядок.
3. Обработка результатов и оформление отчета
Составление отчета о проведенных исследованиях является важнейшим этапом выполнения лабораторной работы. По каждой выполненной работе каждый студент составляет отчет, руководствуясь следующими положениями.
1. Отчет по лабораторной работе выполняется в тетради для лабораторных работ.
2. Отчет включает в себя разделы, отражающие все этапы выполнения работы.
2.1. Цель работы, которая отражает основные задачи теоретического и экспериментального плана, решаемые в данной работе.
2.2. Ход работы включающий:
- Экспериментальную часть с электрическими схемами и результатами исследований, сведенных в таблицы. Каждый этап, опыт должны иметь свой подзаголовок.
- Обработку результатов эксперимента. Приводятся таблицы результатов расчетов по экспериментальным результатам, расчетные соотношения, по которым делались эти расчеты, построенные по результатам экспериментов и расчетов графики, диаграммы.
2.3. Отчет должен содержать основные выводы, соответствующие цели лабораторной работы. По указанию преподавателя в отчете даются ответы на контрольные вопросы.
3. Графическая часть отчета (схемы, таблицы, графики) выполняются карандашом с применением соответствующих чертежных инструментов.
3.1. Принципиальные схемы вычерчиваются в соответствии с требованиями ГОСТ. В местах электрических соединений (узлах) ставится точка.
3.2. Векторные диаграммы строятся в масштабе с соблюдением величин углов и указанием масштаба.
3.3. При построении графиков надо учитывать, что всякое измерение имеет случайные погрешности. Поэтому не следует проводить кривые через все экспериментальные точки, На рабочем поле указываются экспериментальные точки, по которым строится плавная непрерывная кривая. При построении графиков вдоль оси абсцисс в выбранном масштабе откладывают независимую переменную. Условное буквенное обозначение этой величины рекомендуется ставить под осью, а наименование единиц измерения – после обозначения величины. Вдоль оси ординат масштабные цифры ставят слева от оси, наименование или условное обозначение откладываемых величин – также слева от оси и под этим обозначением указывают единицу измерения. Наименование единиц измерения дается без скобок.

4. Перечень лабораторных работ
Лабораторные работы проводятся в последовательности указанной в таблице №1.
Таблица 1

темы
Тема программы

л/р
Тема лабораторной работы

1.6
Электрические измерения
1
Электроизмерительные приборы и измерения

1.2
Электрические цепи постоянного тока
2
Линейные электрические цепи

1.4
Электрические цепи переменного тока
3
Электрическая цепь переменного тока с параллельным соединением элементов

1.5
Электрические цепи трехфазного переменного тока
4
Трехфазная электрическая цепь при соединении потребителей по схеме «Звезда»

1.7
Трансформаторы
5
Однофазный трансформатор

1.8
Электрические машины переменного тока
6
Управление асинхронным двигателем

1.9
Электрические машины постоянного тока
7
Испытание двигателя постоянного тока

1.9
Электрические машины постоянного тока
8
Испытание генератора постоянного тока

2.1
Полупроводниковые приборы
9
Исследование и снятие вольтамперных характеристик полупроводникового диода


Для выполнения лабораторных работ студент должен руководствоваться следующими положениями:
1. Внимательно ознакомиться с описанием соответствующей работы и установить, в чем состоит основная цель и задача этой работы;
2. По конспекту и литературным источникам повторить теоретическую часть, относящуюся к данной лабораторной работе;
3. До проведения лабораторной работы подготовить в тетради для лабораторных работ отчет, содержащий соответствующие схемы, таблицы наблюдений, расчетные формулы.
4. Составить ответы на контрольные вопросы, приведенные в методических указаниях.
5. Неподготовленные студенты к работе не допускаются.

5. Лабораторные работы и методические рекомендации
Лабораторная работа №1
ТЕМА: Электроизмерительные приборы и измерения
ЦЕЛЬ: Изучить электроизмерительные приборы, используемые в лабораторных работах. Получить представление о пределе измерения и цене деления, абсолютной и относительной погрешности, условиях эксплуатации и других характеристиках стрелочных электроизмерительных приборов, получение навыков работы с цифровыми измерительными приборами.
ОБОРУДОВАНИЕ: Лабораторные стенды «Электротехника и основы электроники» Э и ОЭ – НК, Э и ОЭ – СК

ХОД РАБОТЫ
1. Изучение паспортных характеристик стрелочных электроизмерительных приборов.
Внимательно рассмотрите лицевые панели стрелочных амперметров, обратите внимание на построение измерительной шкалы, условные знаки и заполнить табл. 1.1.
Таблица 1.1
Характеристика стрелочного электроизмерительного прибора

Наименование прибора
Амперметр
Амперметр
Вольтметр

Тип прибора
Система измерительного механизма
Предел измерения (номинальное значение)
Цена деления
Минимальное значение измеряемой величины
Класс точности
Род тока






2. Изучение мультиметра
2.1 Ознакомьтесь с лицевой панелью мультиметра и зарисуйте её.
Подготовьте мультиметр для измерения постоянного напряжения. Включите электропитание стенда (автоматический выключатель QF модуля питания) и источник постоянного напряжения (выключатель SA1). Измерите значения выходных напряжений модуля питания на клеммах «+5 В», «+12 В» и «–12 В» относительно общей клеммы «+». Результаты измерений занести в табл. 1.2.
Таблица 1.2
Клеммы
+5 В
+12 В
–12 В
~12 B

Измерено






Выключите источник постоянного напряжения.
2.2 Подготовьте мультиметр для измерения переменного напряжения. Включите источник питания и мультиметром измерьте значения выходных напряжений на клеммах «~12 B» источника переменного напряжения. Для этого включите выключатель SA2. Результаты измерений занести в табл. 1.2.
Выключите электропитание.
2.3 Подготовьте мультиметр для измерения сопротивлений резисторов модуля резисторов. Результаты занести в табл. 1.3.
Таблица 1.3
Резистор
R1
R2
R3
R4

Номинальное значение сопротивления, Ом
5
10
20
30

Измерено, Ом






3. Изучение цифрового универсального измерителя мощности.
Ознакомьтесь с цифровым универсальным измерителем мощности. Подготовьте измеритель мощности для проведения измерений. Для этого соберите электрическую цепь по рис. 1.1.
Установите предел измерения напряжения прибора «30 В», предел измерения тока «2 А», а также заданное преподавателем значение сопротивления резистора R. После проверки схемы преподавателем включите электропитание стенда (автоматический выключатель QF модуля питания) и измерителя мощности (выключатель «Сеть»).

Рис 1.1
Включите источник переменного напряжения (выключатель SA1 модуля питания). Измерьте напряжение, ток, активную мощность и частоту напряжения питания. Результаты измерений занести в табл. 1.4.
Таблица 1.4
U, В
I, А
P, Вт
f, Гц







Выключите источник переменного напряжения, измеритель мощности и электропитание стенда.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 1
Повторите тему «Электроизмерительные приборы»

п/п
Литература
Глава, тема
страницы

1
Синдеев Ю.Г. Электротехника с основами электроники: учебное пособие.- Ростов н/Д: Феникс, 2013
Глава 6. Электрические измерения и приборы
стр. 140-165

2
Немцов М.В. Электротехника и электроника: учебник. - М.: Издательский центр «Академия», 2012
Глава 5 Электрические измерения
стр. 129-146

3.
Славинский А.К., Туревский И.С. Электротехника с основами электроники: учебное пособие. _ М.: ИД «ФОРУМ»: ИНФРА – М, 2012
Глава 5 Электрические измерения
стр. 107-123


Устно подготовьте ответы на контрольные вопросы
1. Конструкция и принцип действия приборов магнитоэлектрической и электромагнитной систем.
2. Основные достоинства и недостатки приборов магнитоэлектрической и электромагнитной систем?
3. Что такое предел измерения?
4. Как определяется цена деления прибора?
5. Что такое абсолютная и относительная погрешности измерения?
6. Как рассчитать максимальную допустимую абсолютную погрешность стрелочного прибора?
7. Как рассчитать относительную погрешность измерения стрелочного прибора в любой точке шкалы прибора?
8. В какой части шкалы прибора измерения точнее и почему?
9. Что характеризует класс точности прибора?
10. Каковы основные достоинства цифровых измерительных приборов?
3. Оформите схему отчета
Лабораторная работа №1
ТЕМА: _________________________________________________________
ЦЕЛЬ:______________________________________________________
ОБОРУДОВАНИЕ: ___________________________________________
ХОД РАБОТЫ
1. Изучение паспортных характеристик стрелочных электроизмерительных приборов (технические данные рассмотренных измерительных приборов перенести в таблицу). Таблица 1.1
Характеристика стрелочного электроизмерительного прибора

Наименование прибора
Амперметр
Амперметр
Вольтметр

Тип прибора
Система измерительного механизма
Предел измерения (номинальное значение)
Цена деления
Минимальное значение измеряемой величины
Класс точности
Род тока






2. Изучение мультиметра (результаты измерений занести в таблицы 1.2, 1.3)
Таблица 1.2
Клеммы
+5 В
+12 В
–12 В
~12 B

Измерено





Таблица 1.3
Резистор
R1
R2
R3
R4

Номинальное значение сопротивления, Ом
5
10
20
30

Измерено, Ом






3. Изучение цифрового универсального измерителя мощности (результаты измерений занести в таблицу)
Таблица 1.4
U, В
I, А
P, Вт
f, Гц







4. Выводы по лабораторной работе №1 ______________________________________________________________________

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
ТЕМА: Линейные электрические цепи постоянного тока.
ЦЕЛЬ: Получить навыки сборки простых электрических цепей, способы включения в электрическую цепь измерительных приборов. Научиться измерять токи и напряжения, убедиться в соблюдении законов Ома и Кирхгофа в линейной электрической цепи. Исследовать влияние изменения параметров одного потребителя на режим работы других потребителей при последовательном, параллельном и смешанном соединениях.
ОБОРУДОВАНИЕ: Лабораторные стенды «Электротехника и основы электроники» Э и ОЭ – НК, Э и ОЭ – СК
ХОД РАБОТЫ
1. Ознакомиться с лабораторной установкой (модуль питания, модуль резисторов, модуль вольтметров, модуль амперметров постоянного тока, измеритель мощности).
2. Собрать линейную электрическую цепь постоянного тока с последовательным соединением элементов (рис.1).

Рис.1
Установить в соответствии с заданным вариантом (табл.1) переключатели модуля резисторов SA1, SA2, SA3 в соответствующие позиции. На измерителе мощности установить пределы измерений «30 В» и «2 А». Представить схему для проверки преподавателю.
Таблица 1
Вариант
1
2
3
4
5
6
7
8

R1, Ом
5
10
20
5
5
10
10
5

R2, Ом
10
5
5
5
5
10
10
20


5
10
10
10
10
5
5
10

R3, Ом
5
5
5
10
20
5
10
5


3. Включить электропитание стенда (автоматический выключатель QF1 модуля питания и выключатель SA2 этого же модуля). Измерить ток в цепи, величину напряжение на входе цепи и напряжения на резисторах R1, R2 и R3. Результаты измерений занести в табл. 2. Изменить величину сопротивления R2 и снова провести аналогичные измерения. Выключить питание. По результатам измерений вычислить сопротивление каждого потребителя (R1, R2, R3) и общее (эквивалентное) сопротивление RЭ цепи. Результаты вычислений занести в табл. 2.
Таблица 2
Измерено
Вычислено

Напряжение на входе цепи U, В
Ток в цепи, I, А
Напряжение на потребителях, В
Сопротивление потребителей, Ом
Эквивалентное сопротивление
цепи, RЭ ,Ом



U1
U2
U3
R1
R2
R3























Сравнить результаты измерений и убедиться в том, что сумма сопротивлений отдельных потребителей равна сопротивлению всей цепи. Убедиться в соблюдении второго закона Кирхгофа. Объяснить изменение режима работы цепи и отдельных потребителей при изменении величины сопротивления одного из резисторов.
4. Собрать линейную цепь с параллельным соединением резисторов (рис. 2).

Рис 2
Установить переключатели SA1, SA2, SA3 модуля резисторов в позицию «
·». После проверки собранной цепи включить электропитание стенда и измерителя мощности. Установить с помощью переключателя SA1 значение резистора R1 в соответствии с заданным вариантом (табл.3). Измерить напряжение и токи в цепи. Результаты измерений занести в табл. 2. Установить с помощью переключателя SA2 заданное преподавателем новое значение второго резистора R2 и снова измерить напряжение и токи в цепи. Затем аналогично подключить третий резистор и измерить напряжение и токи. Результаты измерений занести в табл.3
Таблица 3
Вариант
1
2
3
4
5
6
7
8

R1, Ом
20
30
40
20
30
40
20
30

R2, Ом
20
20
30
20
30
20
30
30


30
30
20
30
20
30
40
40

R3, Ом
20
20
30
30
30
20
20
20


Изменить в соответствии с заданным вариантом величину сопротивления R2 и снова провести измерения. Выключить электропитание. По результатам измерений рассчитать сопротивления резисторов R1, R2, R3 и сопротивление всей цепи RЭ. Результаты вычислений занести в табл. 4. Убедиться в соблюдении первого закона Кирхгофа.
Сделать вывод об изменении режима работы цепи и отдельных потребителей при изменении величины сопротивления резистора R2.
Таблица 4
Измерено
Вычислено

U, В
I, А
I1, А
I2, А
I3, А
R1, Ом
R2, Ом
R3, Ом
RЭ, Ом






















5. Собрать линейную цепь со смешанным соединением резисторов (рис.3).

Рис.3
Установить переключатели SA1, SA2, SA3 модуля резисторов в соответствии с заданным вариантом (табл. 5).
Таблица 5
Вариант
1
2
3
4
5
6
7
8

R1, Ом
20
30
20
10
10
20
40
30

R2, Ом
20
20
30
10
20
10
40
30


30
30
40
20
30
20
20
20

R3, Ом
5
5
5
10
10
10
5
5


После проверки схемы преподавателем включить электропитание стенда и измерителя мощности. Измерить напряжения на входе цепи и на всех участках цепи, а также все токи. Результаты занести в табл.6. Установить новое значение резистора R2 и снова измерить напряжения и токи в цепи. Выключить электропитание.
По результатам измерений вычислить мощность каждого участка цепи Р1, Р2, Р3 и всей цепи Р. Определить эквивалентное сопротивление цепи RЭ, Результаты вычислений занести в табл.6.
Проверить выполнение баланса мощностей в исследуемой цепи. Сделать вывод об изменении режима работы цепи и отдельных потребителей при изменении величины резистора R2.
Таблица 6
Измерено
Вычислено

U, В
U12, В
U3, В
I1, А
I2, А
I3, А
Р1, Вт
Р2, Вт
Р3, Вт
Р, Вт













Выключите источник питания, измеритель мощности и электропитание стенда.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №2
ТЕМА: ЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Повторите тему «Линейные электрические цепи постоянного тока»

п/п
Литература
Глава, тема
страницы

1
Синдеев Ю.Г. Электротехника с основами электроники: учебное пособие.- Ростов н/Д: Феникс, 2013
Глава 2. Постоянный электрический ток
стр. 28 - 46

2
Немцов М.В. Электротехника и электроника: учебник. - М.: Издательский центр «Академия», 2012
Глава 2 Электрические цепи постоянного тока
стр. 22 - 42

3.
Славинский А.К., Туревский И.С. Электротехника с основами электроники: учебное пособие. _ М.: ИД «ФОРУМ»: ИНФРА – М, 2012
Глава 2 Электрические цепи постоянного тока
стр. 28 - 47


Подготовьте устные ответы на контрольные вопросы
1. Что такое «линейный элемент» в электрической цепи?
2. Как по показаниям амперметра и вольтметра можно определить величину сопротивления участка электрической цепи постоянного тока?
3. В каких единицах измеряются сила тока, напряжение и сопротивление?
4. Для исследуемых электрических цепей запишите уравнения по законам Кирхгофа.
5. Как определить величину эквивалентного сопротивления при параллельном соединении двух, трех сопротивлений?
3 Пользуясь схемами соединений (рис.1, 2, 3 лабораторной работы), начертите принципиальные схемы исследуемых цепей исследуемых цепей с включенными измерительными приборами.
4 Оформите схему отчета
Лабораторная работа №2
ТЕМА: ________________________________________________________________
ЦЕЛЬ:________________________________________________________________
ОБОРУДОВАНИЕ: _____________________________________________________
ХОД РАБОТЫ
1. Линейная электрическая цепь постоянного тока с последовательным соединением элементов


Схема эксперимента

Рис.1
Результаты измерений и вычислений занести в таблицу №1
Таблица 1
Измерено
Вычислено

Напряжение на входе цепи U, В
Ток в цепи, I, А
Напряжение на потребителях, В
Сопротивление потребителей, Ом
Эквивалентное сопротивление
цепи, RЭ ,Ом




U1
U2
U3
R1
R2
R3
























2. Линейная электрическая цепь постоянного тока с параллельным соединением резисторов.


Схема эксперимента

Рис. 2
Таблица 2
Измерено
Вычислено

U, В
I, А
I1, А
I2, А
I3, А
R1, Ом
R2, Ом
R3, Ом
RЭ, Ом





















3. Линейная электрическая цепь постоянного тока со смешанным соединением резисторов.


Схема эксперимента

Рис.3
Таблица 3
Измерено
Вычислено

U, В
U12, В
U3, В
I1, А
I2, А
I3, А
Р1, Вт
Р2, Вт
Р3, Вт
Р, Вт













Выводы по лабораторной работе №2
__________________________________________________________________________________________________________________________________________

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
ТЕМА: Электрическая цепь переменного тока с параллельным соединением элементов.
ЦЕЛЬ: Ознакомиться с особенностями параллельного соединения активных и реактивных элементов в цепи переменного тока, явлением резонанса токов, повышением коэффициента мощности, применением 1-го закона Кирхгофа в цепях переменного тока.
ОБОРУДОВАНИЕ: Лабораторные стенды «Электротехника и основы электроники» Э и ОЭ – НК, Э и ОЭ – СК
ХОД РАБОТЫ
1. Ознакомиться с лабораторной установкой (модуль питания, модуль резисторов, модуль реактивных элементов, модуль амперметров переменного тока, измеритель мощности).
2. Собрать электрическую цепь с параллельным соединением резистора, катушки и конденсатора (рис. 1)
Установив в соответствии с заданным вариантом значения сопротивления резистора и емкости батареи конденсаторов (табл. 1).
Таблица 1
Вариант
1
2
3
4
5
6
7
8

R
20
30
40
30
20
30
40
20

С
80
180
100
80
120
120
150
180


Включение отдельных ветвей осуществлять с помощью соответствующих проводников. Схему предъявить для проверки преподавателю.

Рис.1
Включив электропитание (автоматический выключатель QF и выключатель SA1 модуля питания) исследовать цепь. Для этого измерить напряжение на входе цепи, активную мощность цепи, токи в ветвях и ток, потребляемый от источника питания. Результаты измерений занести в табл. 2.
Исследовать влияние емкости, включенной параллельно индуктивной катушке, на величину потребляемого от источника питания тока. Для этого подключить параллельно катушке конденсатор С. Установить такое значение емкости, при котором от источника потребляется минимальный ток (состояние цепи, близкое к резонансу токов). Измерить при этом токи в ветвях и ток, потребляемый из сети. Результаты занести в табл. 2.
Таблица 2
Включены ветви
Измерено
Вычислено


U, В
I, A
IR, A
IC, A
IK, A
Р, Вт
cos
·

·

R



---
---




C


---

---




ZK


---
---





R, C




---




R, ZK



---





R, ZK, C










Выключите источник переменного напряжения, измеритель мощности и электропитание стенда.
Сделать выводы
– о применении 1-го закона Кирхгофа в цепях переменного тока,
– о влиянии параллельно включенных потребителей друг на друга,

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №3
ТЕМА: ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ СОЕДИНЕНИМ ЭЛЕМЕНТОВ.
Повторите тему «Параллельное соединение в цепи переменного тока»

п/п
Литература
Глава, тема
страницы

1
Синдеев Ю.Г. Электротехника с основами электроники: учебное пособие.- Ростов н/Д: Феникс, 2013
Глава 4. Однофазный переменный ток
стр. 93 - 115

2
Немцов М.В. Электротехника и электроника: учебник. - М.: Издательский центр «Академия», 2012
Глава 4 Электрические цепи синусоидального тока
стр. 85 - 114

3.
Славинский А.К., Туревский И.С. Электротехника с основами электроники: учебное пособие. _ М.: ИД «ФОРУМ»: ИНФРА – М, 2012
Глава 4 Электрические цепи переменного тока
стр. 82 - 98


Подготовьте устные ответы на контрольные вопросы
1. Как при параллельном включении потребителей определить величину тока, потребляемого из сети?
2. С какой целью повышают коэффициент мощности цепи?
3. Как можно определить коэффициент мощности цепи?
4. Как изменятся величина тока, потребляемого из сети, и активная мощность цепи, если параллельно активно-индуктивному потребителю включить конденсатор? Что такое «резонанс токов»?
5. Почему уменьшается ток, потребляемый из сети, при подключении параллельно индуктивной катушке конденсатора?
3 Пользуясь схемой соединений, приведенной в лабораторной работе (рис.1), начертите принципиальные схемы исследуемых цепей с измерительными приборами.
4 Оформите схему отчета
Лабораторная работа №3
ТЕМА: _________________________________________________________
ЦЕЛЬ:__________________________________________________________
ОБОРУДОВАНИЕ: _______________________________________________
ХОД РАБОТЫ
1. Электрическая цепь переменного тока с параллельным соединением резистора, катушки и конденсатора.


Схема эксперимента

Рис.1
Таблица 1
Включены ветви
Измерено
Вычислено


U, В
I, A
IR, A
IC, A
IK, A
Р, Вт
cos
·

·

R



---
---




C


---

---




ZK


---
---





R, C




---




R, ZK



---





R, ZK, C










2. Выводы по лабораторной работе №3
– о применении 1-го закона Кирхгофа в цепях переменного тока,
– о влиянии параллельно включенных потребителей друг на друга,

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4
ТЕМА: Трехфазная электрическая цепь при соединении по схеме «Звезда».
ЦЕЛЬ: Ознакомиться с трехфазными системами, измерением фазных и линейных токов и напряжений. Проверить основные соотношения между токами и напряжениями симметричного и несимметричного трехфазного потребителя. Выяснить роль нейтрального провода в четырехпроводной трехфазной системе. Научиться строить векторные диаграммы напряжений и токов.
ОБОРУДОВАНИЕ: Лабораторные стенды «Электротехника и основы электроники» Э и ОЭ – НК, Э и ОЭ – СК
ХОД РАБОТЫ
1. Ознакомиться с лабораторной установкой (модуль питания, модуль трехфазного напряжения, модуль трехфазного трансформатора, модуль резисторов, модуль амперметров переменного тока, модуль вольтметров).
2. Включить модуль трехфазного трансформатора (автоматический выключатель QF1). Измерить линейные и фазные напряжения трехфазного источника питания (трехфазного трансформатора) в режиме холостого хода. Результаты измерений занести в табл.1. Выключить модуль трехфазного трансформатора.
Построить векторную диаграмму фазных и линейных напряжений трехфазного источника питания.
Таблица 1
Линейные напряжения
Фазные напряжения
Вычислено

Uаб, В
Uвс, В
Uса, В
Uа, В
Uв, В
Uс, В
UЛСР, В
UФСР, В
UЛСР/UФСР












3. Собрать электрическую цепь (рис. 1)

Рис. 1
Установить в соответствии с заданным вариантом (табл. 2) симметричную нагрузку и предъявить цепь для проверки преподавателю.
Включить электропитание модуля трехфазного трансформатора (автоматический выключатель QF1) и измерить все токи, фазные напряжения на потребителях при включенном и отключенном нейтральном проводе. Результаты измерений занести в табл. 3. Выключить электропитание и предъявить результаты измерений преподавателю.
Таблица 2
Вариант
1
2
3
4
5
6
7
8

R1, Ом
50
20
40
20
30
20
20
40
30
20
30
50
50
20
20
20

R2, Ом
50
40
40
50
30
50
20
20
30
20
30
20
50
50
20
20

R3, Ом
50
20
40
40
30
20
20
20
30
40
30
20
50
20
20
50


Изменить нагрузку в фазах потребителя в соответствии с заданным вариантом. Включить электропитание и измерить токи, напряжения в каждой фазе потребителя при включенном и отключенном нейтральном проводе. Результаты записать в табл. 3.
Таблица 3

Режим нагрузки
Токи нагрузки, А
Ток в нейтральном проводе, А
Фазные напряжения
на потребителях, В



IB
IC
I0
UаП
UвП
UсП

Нейтральный провод
включен, нагрузка
симметричная








Обрыв линейного
провода «А» в четырехпроводной симметричной цепи








Нейтральный провод
выключен, нагрузка
симметричная








Обрыв линейного
провода «А» в трехпроводной симметричной цепи








Нейтральный провод
включен, нагрузка
несимметричная








Нейтральный провод выключен, нагрузка
несимметричная








Сравнить влияние нейтрального провода на работу трехфазной системы при симметричной и несимметричной нагрузке.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №4
ТЕМА: ТРЕХФАЗНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ ПРИ СОЕДИНЕНИИ ПО СХЕМЕ «ЗВЕЗДА».
1. Повторите тему «Трехфазная электрическая цепь при соединении по схеме звезда»

п/п
Литература
Глава, тема
страницы

1
Синдеев Ю.Г. Электротехника с основами электроники: учебное пособие.- Ростов н/Д: Феникс, 2013
Глава 5. Трехфазный переменный ток
стр. 121-132

2
Немцов М.В. Электротехника и электроника: учебник. - М.: Издательский центр «Академия», 2012
Глава 6 Трехфазные электрические цепи
стр. 157-165

3.
Славинский А.К., Туревский И.С. Электротехника с основами электроники: учебное пособие. _ М.: ИД «ФОРУМ»: ИНФРА – М, 2012
Глава 6 Трехфазные электрические цепи
стр. 126-136


2. Подготовьте устные ответы на контрольные вопросы:
1. Какое соединение называется звездой?
2. Каково соотношение между фазным и линейным напряжениями трехфазного источника питания при соединении его обмоток по схеме звезда?
3. Какое соотношение между фазными и линейными токами при соединении в звезду?
4. Для чего применяют нейтральный провод?
5. К каким зажимам следует подключить вольтметр, чтобы измерить фазное и линейное напряжение?
6. Какая трехфазная нагрузка называется симметричной?
7. Почему при несимметричной нагрузке обрыв нейтрального провода является аварийным режимом?
3 Пользуясь схемой соединений, приведенной в лабораторной работе, начертите принципиальные схемы исследуемых цепей с подключенными измерительными приборами.
4. Оформите схему отчета
Лабораторная работа №4
ТЕМА: _________________________________________________________
ЦЕЛЬ:_________________________________________________________
ОБОРУДОВАНИЕ: ______________________________________________
ХОД РАБОТЫ
1 Линейные и фазные напряжения трехфазного источника тока (трехфазного трансформатора) в режиме холостого хода (результаты измерений занести в табл.1).
Таблица 1
Линейные напряжения
Фазные напряжения
Вычислено

Uаб, В
Uвс, В
Uса, В
Uа, В
Uв, В
Uс, В
UЛСР, В
UФСР, В
UЛСР/UФСР












Режимы работы трехфазной цепи.


Схема эксперимента

Рис.1
Таблица 2

Режим нагрузки
Токи нагрузки, А
Ток в нейтральном проводе, А
Фазные напряжения
на потребителях, В



IB
IC
I0
UаП
UвП
UсП

Нейтральный провод
включен, нагрузка
симметричная








Обрыв линейного
провода «А» в четырехпроводной симметричной цепи








Нейтральный провод
выключен, нагрузка
симметричная








Обрыв линейного
провода «А» в трехпроводной симметричной цепи








Нейтральный провод
включен, нагрузка
несимметричная








Нейтральный провод выключен, нагрузка
несимметричная









3. Выводы по лабораторной работе №4: Роль нейтрального провода в трехфазной цепи при соединении потребителей по схеме звезда.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5
ТЕМА: Однофазный трансформатор.
ЦЕЛЬ: Ознакомиться с назначением и основными характеристиками однофазного трансформатора, работой трансформатора при различном характере нагрузки.
ОБОРУДОВАНИЕ: Лабораторные стенды «Электротехника и основы электроники» Э и ОЭ – НК, Э и ОЭ – СК
ХОД РАБОТЫ
1. Ознакомиться с лабораторной установкой (модуль питания, модуль однофазного трансформатора, модуль вольтметров, модуль амперметров переменного тока, автотрансформатор, измеритель мощности).
2. Собрать электрическую цепь (рис. 1).
Установить переключатель SA3 модуля однофазного трансформатора в позицию «0». В измерителе мощности установить пределы измерений U = 300В, I = 0,2 А.
Переключатели SA1 модуля реактивных элементов и модуля однофазного

Рис.1
трансформатора установить в позицию «0». Схему представить для проверки преподавателю.
Провести опыт холостого хода. Включить электропитание стенда (автоматический выключатель QF1 модуля питания и выключатель SA1 модуля автотрансформатора) и измерителя мощности (тумблер «Сеть»). Установить на выходе автотрансформатора напряжение 220 В. Провести измерения первичного напряжения U10, тока холостого хода I10 и активной мощности трансформатора Р10 в режиме холостого хода. Результаты измерений занести в табл.1.
Таблица 1
Измерено
Вычислено

U10, В
I10, А
Р10, Вт
U20, В
cos
·10
Z0, Ом
R0, Ом
Х0, Ом
К12












Выключить трансформатор, измеритель мощности и электропитание стенда. По результатам измерений рассчитать коэффициент трансформации трансформатора К12 и параметры ветви холостого хода схемы замещения трансформатора (Z0, R0, X0). Учитывая, что номинальный вторичный ток трансформатора 1,56А, рассчитать номинальный первичный ток трансформатора I1Н.
Исследовать трансформатор в рабочем режиме, сняв внешнюю характеристику и рабочие характеристики при активном характере нагрузки. Для этого включить электропитание стенда, установить номинальное первичное напряжение трансформатора 220 В и изменяя величину сопротивления нагрузки RН с помощью переключателя SA3 модуля однофазного трансформатора, измерять при каждом положении переключателя SA3 величины, указанные в табл. 2. Выключить трансформатор, измеритель мощности и электропитание стенда. Используя результаты измерений, рассчитать активную мощность Р2, отдаваемую нагрузке, и КПД трансформатора. По результатам исследования построить внешнюю и рабочие характеристики трансформатора при активном характере нагрузки. Сделать выводы о наиболее целесообразном диапазоне нагрузок трансформатора.
Таблица 2
Измерено
Вычислено

Сторона вторичного напряжения
Сторона первичного напряжения


U2, В
I2, В
U1, В
I1, А
Р1, Вт
cos
·1
Р2, Вт

·











Снять внешнюю характеристику трансформатора при емкостном характере нагрузки. Для этого переключатель SA3 модуля однофазного трансформатора установить в позицию «0», включить электропитание стенда, измерителя мощности, автотрансформатора и однофазного трансформатора. Установить на выходе автотрансформатора напряжение 220 В и изменяя величину емкостного сопротивления батареи конденсаторов модуля реактивных элементов с помощью переключателя SA1 измерять значения вторичного напряжения и тока при каждом положении переключателя SA1. Результаты измерений занести в табл. 3
Таблица 3
U2, В








I2, А









Выключить трансформатор, измеритель мощности и электропитание стенда.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПОДГОТОКИ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №5
ТЕМА: Однофазный трансформатор
1. Повторить тему «Однофазный силовой трансформатор»

п/п
Литература
Глава, тема
страницы

1
Синдеев Ю.Г. Электротехника с основами электроники: учебное пособие.- Ростов н/Д: Феникс, 2013
Глава 7 Трансформаторы
стр. 171-179

2
Немцов М.В. Электротехника и электроника: учебник. - М.: Издательский центр «Академия», 2012
Глава 7 Трансформаторы
стр. 171-184

3.
Славинский А.К., Туревский И.С. Электротехника с основами электроники: учебное пособие. _ М.: ИД «ФОРУМ»: ИНФРА – М, 2012
Глава 7 Трансформаторы
стр. 138-158


2. Подготовить устные ответы на контрольные вопросы:
1. Для чего предназначен трансформатор?
2. Каков принцип действия трансформатора?
3. Как опытным путем определить коэффициент трансформации?
4. Почему при увеличении тока нагрузки увеличивается ток, потребляемый трансформатором из сети?
5. Какие процессы характеризует активная мощность, потребляемая трансформатором в режиме холостого хода и в режиме короткого замыкания?
3. Пользуясь схемами соединений, приведенных в лабораторной работе, начертите принципиальные схемы исследуемых установок с включенными измерительными приборами.
4. Ознакомьтесь с паспортными данными исследуемого трансформатора таблица №1
Табл.1
Тип
U1Н
U2Н
I2Н
I10

ТП 125-9
220 В
12,5 В
1,56 А
< 0,05 А


5. Оформите схему отчета
Лабораторная работа №5
ТЕМА: _________________________________________________________
ЦЕЛЬ:__________________________________________________________
ОБОРУДОВАНИЕ: _______________________________________________
ХОД РАБОТЫ
1 Опыт холостого хода трансформатора (результаты эксперимента занести в таблицу 1)
Таблица 1
Измерено
Вычислено

U10, В
I10, А
Р10, Вт
U20, В
cos
·10
Z0, Ом
R0, Ом
Х0, Ом
К12












Рабочий режим работы трансформатора Таблица 2
Измерено
Вычислено

Сторона вторичного напряжения
Сторона первичного напряжения


U2, В
I2, В
U1, В
I1, А
Р1, Вт
cos
·1
Р2, Вт

·











Внешняя характеристика трансформатора при емкостном характере нагрузки
Таблица 3
U2, В








I2, А









Внешняя характеристика трансформатора

U2,B


I2,A

Рис.1
3. Выводы по лабораторной работе №5

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА№ 6
ТЕМА: Управление асинхронным двигателем.
ЦЕЛЬ: Знакомство с устройством, схемами включения, принципом действия и основными характеристиками асинхронного двигателя. Приобретение навыков по управлению работой асинхронного трехфазного двигателя.
ОБОРУДОВАНИЕ: Лабораторные стенды «Электротехника и основы электроники» Э и ОЭ – НК, Э и ОЭ – СК

ХОД РАБОТЫ
1. Ознакомиться с лабораторной установкой (модуль питания, модуль трехфазного напряжения, модули амперметров переменного и постоянного тока, модуль генератора постоянного тока, измеритель мощности).
2. Пробный пуск двигателя.
Собрать электрическую схему для пробного пуска двигателя на холостом ходу (рис. 1). Обратить внимание на схему соединения обмоток двигателя (треугольник).

Рис. 1
Установить на модуле трехфазного напряжения частоту питающего напряжения 50 Гц (потенциометр RP1 в крайнее правое положение).
После проверки схемы преподавателем произвести пробный пуск двигателя.
Включить модуль питания (выключатель QF), модуль трехфазного напряжения (выключатель SA1 и тумблер SA2 в позицию «Вперед»).
При пуске двигателя обратить внимание на направление вращения двигателя. Остановить двигатель (перевести тумблер SA2 в среднее положение «Стоп»). Перевести тумблер SA2 в позицию «Назад» и обратить внимание на направление вращения двигателя. Остановить двигатель. Объяснить из-за чего двигатель вращается в противоположную сторону.
Снять регулировочную характеристику при работе асинхронного двигателя на холостом ходу n = F(f). Для этого запустить двигатель (тумблер SA2 в позицию «Вперед») и изменяя частоту напряжения питания f с помощью потенциометра RP1 измерять величину напряжения питания U и скорость вращения ротора двигателя n с помощью фототахометра. Результаты занести в табл. 1. По результатам измерений определить значение частоты напряжения питания f. При этом учесть, что в частотном преобразователе обеспечивается выполнение условия U/f= const, а наибольшее значение частоты напряжения преобразователя 50 Гц.
Таблица 1
U, В






n, об/мин






f, Гц







3. Снять механическую характеристику и рабочие характеристики асинхронного двигателя при соединении обмоток двигателя в треугольник.
При снятии механических и рабочих характеристик в качестве нагрузочной машины используется генератор постоянного тока. Величина нагрузки генератора задается переключателем SA3 модуля генератора постоянного тока. Перед пуском двигателя переключатель SA2 модуля генератора установить в позицию «0».
Включить асинхронный двигатель (тумблер SA2 в позицию «Вперед»). Записать показания приборов в режиме холостого хода двигателя в табл. 2. На модуле генератора постоянного тока подать на обмотку возбуждения питание выключателем SA1 модуля генератора постоянного тока. Изменяя величину нагрузки генератора переключателем SA3, произвести измерения линейного напряжения питания UЛ, линейного тока IЛ, потребляемого двигателем, угла сдвига фаз Fi, частоты вращения n, напряжения якоря генератора UЯГ, тока якоря генератора IЯГ.
Результаты измерений записать в табл. 2. Отключить двигатель. Провести вычисления величин, указанных в табл. 3, в том числе величину тормозного момента Мт, создаваемого генератором. При вычислении учесть, что сопротивление якоря генератора RЯ = 70 Ом. Частоту вращения измерять цифровым фототахометром.
Таблица 2


0
1
2
3
4

Измерено

UЛ, B







IЛ, A







Fi, є







n, об/мин







UЯГ, B







IЯГ, A






Вычислено

· = Fi – 30є







cos
·







КЕ= Ur +I ягRя
n







КМ= 9,52КЕ







Мт = КМIяг







P2 = 0,105 Мтn








· = (Р2 / Р1)100







S







Примечание: В соответствии со схемой включения на измеритель мощности подается линейное напряжение UАВ и линейный ток IА. Следовательно, он прибор измеряет угол сдвига фаз Fi между этими величинами. Из векторной диаграммы для симметричной трехфазной цепи очевидно, что угол сдвига фаз
· между линейным напряжением U и фазным током I будет
·=Fi – 30є . При правильном подключении измерителя мощности угол Fi больше 90 .
Отключить электропитание двигателя и стенда.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПОДГОТОКИ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №6
ТЕМА: УПРАВЛЕНИЕ АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ
1. Повторите тему «Трехфазный асинхронный двигатель.

п/п
Литература
Глава, тема
страницы

1
Синдеев Ю.Г. Электротехника с основами электроники: учебное пособие.- Ростов н/Д: Феникс, 2013
Глава 8. Асинхронные электрические машины
стр. 190-206

2
Немцов М.В. Электротехника и электроника: учебник. - М.: Издательский центр «Академия», 2012
Глава 8 Электрические машины синусоидального тока
стр. 201-219

3.
Славинский А.К., Туревский И.С. Электротехника с основами электроники: учебное пособие. _ М.: ИД «ФОРУМ»: ИНФРА – М, 2012
Глава 8 Электрические машины переменного тока
стр. 178-209


2. Подготовьте устные ответы на контрольные вопросы:
1. Принцип действия трехфазного асинхронного двигателя?
2. Что такое скольжение?
3. Как соединить звездой выводы обмоток трехфазного двигателя?
4. Как соединить треугольником выводы обмоток трехфазного двигателя?
5. Как изменить направление вращения асинхронного двигателя?
6. Какая мощность указывается в паспорте двигателя?
7. Какие существуют способы регулирования частоты трехфазного асинхронного двигателя?
3. Ознакомьтесь с паспортными данными исследуемого трехфазного асинхронного двигателя (табл. 1).
Таблица 1

Тип двигателя
Номинальное напряжение, В
Номинальный ток, А
Номинальная мощность,
кВт
Номинальная частота вращения, об/мин
Коэффициент полезного действия, %
Номинальный коэффициент
мощности

АИС56В4У3
220/380
0,69/0,4
0,09
1350
57
0,65


4. Оформите схему отчета
Лабораторная работа №6
ТЕМА: _________________________________________________________
ЦЕЛЬ:_________________________________________________________
ОБОРУДОВАНИЕ: ______________________________________________
ХОД РАБОТЫ
Работа двигателя на холостом ходу (результаты эксперимента занести в таблицу 1)
Таблица 1
U, В






n, об/мин






f, Гц







Механическая характеристика и рабочие характеристики асинхронного двигателя при соединении обмоток двигателя в треугольник.
Таблица 2


0
1
2
3
4

Измерено

Uл, B







Iл, A







Fi, є







n, об/мин







Uя, B







Iя, A






Вычислено

· = Fi – 30є







cos
·







HYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15







КМ= 9,52КЕ







Мт = КМIя







P2 = 0,105Мтn








·= (Р2 / Р1)100







S







Все вычисления производить в тетради
Выводы по лабораторной работе №6

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7
ТЕМА: Испытание двигателя постоянного тока
ЦЕЛЬ: Изучить принцип действия и устройство двигателя постоянного тока, ознакомиться со схемой его включения в сеть и регулированием частоты вращения. Проанализировать основные характеристики двигателя с параллельным возбуждением.
ОБОРУДОВАНИЕ: Лабораторные стенды «Электротехника и основы электроники» Э и ОЭ – НК, Э и ОЭ – СК
ХОД РАБОТЫ
1. Ознакомиться с лабораторной установкой (модуль питания, модуль двигателя Переключатель SА2 модуля двигателя установить в позицию «0» (Rр = 0), переключатель SA3 в позицию «1», используя сопротивление RД в качестве пускового. После проверки преподавателем собранной цепи провести пробный пуск двигателя, для этого включить автоматический выключатель QF модуля питания и выключатель SA1 модуля двигателя постоянного тока. При пуске обратить внимание на величину пускового тока. После пуска двигателя перевести переключатель SA3 в позицию «0». Выключить двигатель (выключатель SA1). Установить переключатель SA3 в позицию «1».
постоянного тока, модуль амперметров постоянного тока, модуль генератора постоянного тока, модуль вольтметров, модуль мультиметров).
2. Перевести мультиметр в режим измерения сопротивления, включить модуль питания (автоматический выключатель QF) и мультиметр. Измерить сопротивления обмотки якоря RЯ и сопротивление обмотки возбуждения RВ двигателя. Результаты измерений занести в табл. 1. Выключить автоматический выключатель QF модуля питания.
Таблица 1
RHYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15, ОмHYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15
RHYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15, ОмHYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15





3. Собрать электрическую цепь (рис. 1).

Рис. 1
4. Снять регулировочную характеристику при холостом ходе двигателя.
Для этого запустить двигатель. После пуска двигателя перевести переключатель SA3 в позицию «0». Измерить фототахометром частоту вращения двигателя. Затем постепенно уменьшать ток возбуждения IВ с помощью переключателя SA2, не допуская значительного повышения скорости относительно исходной. При каждом измерении тока возбуждения IВ измерять фототахометром частоту вращения двигателя n. Результаты измерений записать в табл. 2. По полученным данным построить регулировочную характеристику n = f(IВ). Отключить электропитание. Объяснить, почему при изменении величины тока возбуждения IВ изменяется частота вращения двигателя n.
Таблица 2
IHYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15, А






n, об/мин







5. Снять естественную механическую и рабочие характеристики двигателя.
Включить электропитание стенда (QF1 и SA2), пустить в ход двигатель (выключатели SA1 модуля двигателя постоянного тока). Пользуясь нагрузочным генератором, изменять тормозной момент МТ, изменяя величину сопротивления нагрузки генератора с помощью переключателя SA3 модуля генератора. При каждом положении переключателя SA3 модуля генератора измерять напряжение якоря двигателя U, ток якоря генератора Iя и двигателя IЯ, ток возбуждения двигателя IВ и частоту вращения якоря двигателя n. Не допускать превышения тока якоря двигателя более 0,8 А. Результаты измерений записать в табл. 3.
Таблица 3
Измерено

Вычислено

генератор
двигатель


Iя, А
U, B
Iя, А
Iв, А
n, об/мин
I, A
РHYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15, Вт
Кс=HYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15
Км=9,52 Кс
М= Км Iя, Нм
РHYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15=0,105Мn,
Вт

·=HYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15,
%





























Вычислить величину тока I, потребляемого из сети, потребляемую двигателем мощность P1, мощность на валу P2 и коэффициент полезного действия
· двигателя.
6. Снять искусственную (реостатную) механическую характеристику.
Для этого установить тумблер SA3 в позицию «1» или «2» по указанию преподавателя. После пуска двигателя с помощью нагрузочного генератора изменять тормозной момент. Результаты измерений занести в табл. 4.
Таблица 4
Измерено

генератор
двигатель

Iя, А
U, В
Iя, А
n, об/мин







Выключить питание генератора, двигателя и стенда.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №7
ТЕМА: Испытание двигателя постоянного тока
1. Повторите тему «Двигатель постоянного тока».

п/п
Литература
Глава, тема
страницы

1
Синдеев Ю.Г. Электротехника с основами электроники: учебное пособие.- Ростов н/Д: Феникс, 2013
Глава 10. Электрические машины постоянного тока
стр. 240-259

2
Немцов М.В. Электротехника и электроника: учебник. - М.: Издательский центр «Академия», 2012
Глава 9 Электрические машины постоянного тока
стр. 247-250, 272-288

3.
Славинский А.К., Туревский И.С. Электротехника с основами электроники: учебное пособие. _ М.: ИД «ФОРУМ»: ИНФРА – М, 2012
Глава 9 Электрические машины постоянного тока
стр. 245-254


2. Подготовьте устные ответы на контрольные вопросы
1. Какие существуют способы возбуждения двигателей постоянного тока?
2. Как осуществляется пуск двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением?
3. Какие существуют способы регулирования скорости вращения якоря двигателя с параллельным возбуждением?
4. Как можно изменить направление вращения якоря у двигателя постоянного тока?
5. Почему у двигателя при увеличении нагрузки на валу возрастает ток якоря?
3. Ознакомьтесь с паспортными данными исследуемого двигателя
Таблица 1
Тип двигателя
Номинальные значения


мощность
напряжение
ток
частота вращения
КПД

·


ПЛ-062
Вт
В
А
об/мин
%


90
220
0,76
1500
57,5


4. Оформите схему отчета
Лабораторная работа №7
ТЕМА: _________________________________________________________
ЦЕЛЬ:______________________________________________________
ОБОРУДОВАНИЕ: ___________________________________________
ХОД РАБОТЫ
1. Паспортные данные исследуемого двигателя постоянного тока: Р, U, I, n,
·.
2. Сопротивления обмотки якоря RЯ и обмотки возбуждения RВ двигателя.
Таблица 1
RHYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15, ОмHYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15
RHYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15, ОмHYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15





3. Регулировочная характеристика при холостом ходе двигателя.
Таблица 2
IHYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15, А






n, об/мин







График регулировочной характеристики испытуемого двигателя.


IHYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15, А


n, об/мин

Рис.1
4. Естественная механическая и рабочие характеристики двигателя.
Таблица 3
Измерено

Вычислено

генератор
двигатель


Iя, А
U, B
Iя, А
Iв, А
n, об/мин
I, A
РHYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15, Вт
Кс=HYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15
Км=9,52 Кс
М= Км Iя, Нм
РHYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15=0,105Мn,
Вт

·=HYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15,
%




























5. Искусственная (реостатная) механическая характеристика
Таблица 4
Измерено

генератор
двигатель

Iя, А
U, В
Iя, А
n, об/мин







6. Выводы по лабораторной работе №7

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8
ТЕМА: Испытание генератора постоянного тока
ЦЕЛЬ: Ознакомиться с устройством, принципом действия, основными характеристиками и методами испытаний генераторов постоянного тока с параллельным возбуждением.
ОБОРУДОВАНИЕ: Лабораторные стенды «Электротехника и основы электроники» Э и ОЭ – НК, Э и ОЭ – СК
ХОД РАБОТЫ
1. Ознакомиться с лабораторной установкой (модуль генератора постоянного тока, модуль двигателя постоянного тока, модуль измерительный, модуль мультиметров).
2. Перевести мультиметр в режим измерения сопротивления, и измерить значения сопротивлений обмоток якоря и возбуждения.
3. Собрать схему для снятия характеристики холостого хода генератора с независимым возбуждением (рис.1). Переключатель SA2 модуля генератора установить в положение «6», переключатель SA3 – в позицию «0». Переключатель SA3 модуля двигателя постоянного тока установить в положение «1». Представить схему для проверки преподавателю.


Рис.1
4. Снять характеристику холостого хода генератора с независимым возбуждением ЕЯ =f(IВ) при IЯ = 0 (разомкнутой внешней цепи генератора). Для этого включить электропитание стенда и запустить двигатель постоянного тока (переключатель SA1 модуля двигателя постоянного тока). После пуска двигателя переключатель SA3 модуля двигателя постоянного тока установить в положение «0».
При токе возбуждения IВ = 0 измерить величину ЭДС ЕОСТ, создаваемую магнитным потоком остаточной магнитной индукции. Включить электропитание обмотки возбуждения генератора (переключатель SA1 модуля генератора). Изменяя с помощью переключателя SA2 модуля генератора величину тока возбуждения генератора IВ снять восходящую ветвь характеристики холостого хода. Уменьшая ток возбуждения, снять нисходящую ветвь характеристики. Результаты измерений занести в табл.1.
Таблица 1
IВ, А








ЕЯ ВОЗР , В








ЕЯ УБЫВ, В









Выключить электропитание генератора, двигателя и стенда. Переключатель SA3 модуля двигателя постоянного тока установить в положение «1».
5. Снять внешнюю характеристику генератора с параллельным возбуждением U=f(I). Для этого собрать схему (рис.2).
Установить нагрузочный реостат генератора в позицию «0». Полностью вывести регулировочный реостат RР в цепи обмотки возбуждения (позиция «0» переключателя SA3). Представить схему для проверки преподавателю. Включить электропитание стенда и запустить двигатель постоянного тока (переключатель SA1 модуля двигателя постоянного тока). После пуска двигателя переключатель SA3 модуля двигателя постоянного тока установить в положение «0». Убедиться, что генератор возбуждается. Если генератор не возбуждается, необходимо выключить электропитание и поменять местами подключение выводов обмотки возбуждения (выводы Ш1 и Ш2). После этого снова включить приводной двигатель. Изменяя с помощью переключателя SA3 ток нагрузки генератора от нуля, снять внешнюю характеристику генератора с параллельным возбуждением U = f(I).

Рис.2
Результаты измерений занести в табл. 3. По полученным данным построить внешнюю характеристику.
Таблица 3
U, В









I, А










6. Снять внешнюю характеристику генератора с независимым возбуждением U=f(I). Для этого собрать схему (рис. 3). Установить нагрузочный реостат генератора SA3 в позицию «0». Полностью вывести регулировочный реостат RР в цепи обмотки возбуждения (позиция «0» переключателя SA2). Представить схему для проверки преподавателю. Включить электропитание стенда и пустить в ход приводной двигатель. После пуска двигателя переключатель SA3 модуля двигателя постоянного тока установить в положение «0». Включить электропитание обмотки возбуждения генератора (выключатель SA1 модуля генератора). С помощью регулировочного реостата Rр модуля генератора постоянного тока установить величину напряжения исследуемого генератора близкую к величине напряжения холостого хода генератора с параллельным возбуждением в предшествующем опыте. Увеличивая с помощью нагрузочного реостата RН (переключатель SA3) ток нагрузки генератора от нуля снять внешнюю характеристику генератора. Результаты занести в табл. 4. По полученным данным построить внешнюю характеристику U = f(I).
Таблица 4
U, В






I, А








Рис.3
Выключить питание генератора, двигателя и стенда.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №8
ТЕМА: Испытание генератора постоянного тока
I, А










График внешней характеристики генератора постоянного тока с параллельным возбуждением.


I, А


U, В

Рис.1
3. Внешняя характеристика генератора с независимым возбуждением U=f(I)
Таблица 3
U, В






I, А







График внешней характеристики генератора постоянного тока с независимым возбуждением.


I, А


U, В

Рис.2
4. Ответы на контрольные вопросы № 1,4 методических указаний.
Выводы по лабораторной работе №8

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9
ТЕМА: Исследование и снятие вольтамперных характеристик полупроводникового диода.
ЦЕЛЬ: Ознакомиться с работой, основными характеристиками и применением полупроводниковых диодов – выпрямительного диода, стабилитрона, диода Шоттки и светоизлучающего диода.
ОБОРУДОВАНИЕ: Лабораторные стенды «Электротехника и основы электроники» Э и ОЭ – НК, Э и ОЭ – СК, «Электроника» Э-НК.

ХОД РАБОТЫ
1. Ознакомиться с лабораторной установкой (модуль питания, модуль диодов, модуль миллиамперметров, модуль мультиметров, осциллограф).
2. Экспериментальное исследование выпрямительного диода
2.1. Собрать схему для исследования выпрямительного диода VD1 на постоянном токе (рис. 1). Соединить перемычкой гнезда Х2 и Х6. Для измерения анодного тока между гнездами Х1 и Х10 включить миллиамперметр на пределе измерения 100 мА (х1000), для измерения анодного напряжения между гнездами Х3 и Х15 включить мультиметр в режиме измерения постоянного напряжения.
Представить схему для проверки преподавателю.

Рис. 1
2.2. Включить электропитание стенда и мультиметр. Установить переключатель SA1 модуля диодов в позицию «+». Снять вольтамперную характеристику выпрямительного диода на постоянном токе сначала для прямой, а затем для обратной ветви. Для этого установить переключатель SA1 сначала в позицию «+», а затем в позицию «–». Увеличивая входное напряжение с помощью потенциометра RP1 от нуля, измерять ток и напряжение на диоде. Результаты измерений занести в табл.1 и 2. Выключить электропитание. Установить потенциометр RP1 в нулевое положение.
Таблица 1
Uпр, В










Iпр, мА











Таблица 2
Uобр, В










Iобр, мА











2.3. Экспериментальное исследование однополупериодного выпрямителя на полупроводниковом диоде. Для этого соединить проводником выводы Х1 и Х10 модуля диодов. Включить электропитание стенда, осциллографа и модуля диодов.
Установить переключатель SA1 модуля диодов в позицию «», потенциометр RP1 установить в крайнее правое положение. Подключить вход осциллографа к гнездам Х10 и Х11. Установить синхронизацию от сети. Снять осциллограмму входного выпрямляемого напряжения U, определив масштабы по времени и напряжению.
Снять осциллограмму напряжения на нагрузке Uн. Для этого корпус осциллографа подключить к гнезду X3, а вход к гнезду X10. Зарисовать в масштабе осциллограмму напряжения на нагрузке Uн, определив масштабы по времени и напряжению. Для снятия осциллограммы тока iа подключить осциллограф к шунту Rш (корпус осциллографа подключить к гнезду Х12, вход канала подключить к гнезду Х13). Зарисовать осциллограмму анодного тока. При этом учесть, что сопротивление шунта Rш составляет 10 Ом.
Снять осциллограмму напряжения на диоде Uа, определив по ней величину максимального обратного напряжения на диоде Uобр макс. Выключить питание осциллографа, модуля и стенда.
3. Экспериментальное исследование стабилитрона
Собрать схему для исследования стабилитрона на постоянном токе (аналогично схеме по рис.1). Выполнить пункт 2.2 для стабилитрона. Построить график зависимости выходного напряжения Uст от тока Iст. Результаты занести в табл. 3.
По полученной вольтамперной характеристике определить напряжение стабилизации Uст и величину дифференциального сопротивления rд.
Таблица3
Uст, В





Iст, мА






4. Собрать схему параметрического стабилизатора напряжения (рис. 2).
Выключить электропитание стенда. Переключатель SA1 модуля диодов установить в позицию «–».
Изменяя величину входного напряжения с помощью потенциометра RP1 снять зависимость величины выходного напряжения от величины входного напряжения Uст = f(Uвх). Результаты занести в табл. 4. По построенной зависимости определить коэффициент стабилизации Кст параметрического стабилизатора на участке стабилизации.
Таблица 4
Uст, В









Uвх, В











Рис. 2
Отключить питание стенда, разобрать схему.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №9
ТЕМА: ИССЛЕДОВАНИЕ И СНЯТИЕ ВОЛДЬТАМПЕРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРИБОРА
1. Повторите тему «Полупроводниковые диоды».

п/п
Литература
Глава, тема
страницы

1
Синдеев Ю.Г. Электротехника с основами электроники: учебное пособие.- Ростов н/Д: Феникс, 2013
Глава 10. Электрические машины постоянного тока
стр. 240-259

2
Немцов М.В. Электротехника и электроника: учебник. - М.: Издательский центр «Академия», 2012
Глава 9 Электрические машины постоянного тока
стр. 247-250, 263-270

3.
Славинский А.К., Туревский И.С. Электротехника с основами электроники: учебное пособие. _ М.: ИД «ФОРУМ»: ИНФРА – М, 2012
Глава 9 Электрические машины постоянного тока
стр. 232-245


2. Подготовить устные ответы на контрольные вопросы:
1. Чем отличаются полупроводники типа р и n?
2. Каковы свойства р-n перехода?
3. Как работает неуправляемый выпрямитель?
4. Какими параметрами характеризуется стабилитрон?
5. Как изменится напряжение на выходе стабилизатора при повышении температуры?
6. Что такое коэффициент стабилизации, и каков его физический смысл?
3 . Оформите схему отчета
Лабораторная работа №9
ТЕМА: _________________________________________________________
ЦЕЛЬ:_________________________________________________________
ОБОРУДОВАНИЕ: ______________________________________________
ХОД РАБОТЫ
1. Исследование выпрямительного диода VD1
Таблица 1
Uпр, В










Iпр, мА











Таблица 2
Uобр, В










Iобр, мА












Вольтамперная характеристика диода




Рис.1
2. Исследование однополупериодного выпрямителя на полупроводниковом диоде.

Осциллограмма анодного тока





Рис.2
3. Исследование стабилитрона
Построить график зависимости выходного напряжения Uст от тока Iст. Результаты занести в табл. 3.
Таблица3
Uст, В





Iст, мА







IHYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15, А

UHYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15, В




Рис.2
По полученной вольтамперной характеристике определить напряжение стабилизации Uст .
4. Параметрического стабилизатора напряжения
Таблица 4
Uст, В









Uвх, В











UHYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15, В

UHYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15, В



Рис.3
Коэффициент стабилизации параметрического стабилизатора HYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15
5. Выводы по лабораторной работе №9

ЛИТЕРАТУРА
Бородянко В.Н. Электротехника. Лабораторные работы: Методические указания к проведению лабораторных работ на стендах «Электротехника и электроника». – Челябинск: ЮУрГУ, 2010. - 118 с.
Общая электротехника: Учеб. Для учащ. неэлектротехн. спец. техникумов / Ф.Е. Евдокимов. – 3-е изд., испр. – М.: Высш. шк., 2011. – 367 с,: ил.
Синдеев Ю.Г. Электротехника с основами электроники: Учебник для учащихся профессиональных училищ и колледжей. – Ростов н/Д: Феникс, 2015. – 384 с.: ил.
Славинский А.К., Туревский И.С. Электротехника с основами электроники: учебное пособие. – М.: ИД «ФОРУМ»: ИНФРА-М, 2011. – 448с.: ил.
Электротехника и электроника: учебник / М. В.Гальперин. – М.: ФОРУМ: ИНФРА – М, 2013. – 480 с.: ил.
Электротехника и электроника: учебник для студентов образоват. учреждений сред. проф. Образования/ Н.В. Немцов, М.Л. Немцова. -4-е изд., перераб. И доп.- М.: Издательский центр «Академия», 2012.- 480 с.











HYPER13PAGE HYPER15


HYPER13PAGE HYPER1461HYPER15




















Приложенные файлы

  • doc fail 11
    Размер файла: 4 MB Загрузок: 3

Добавить комментарий