Порядок работы в лаборатории

РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ

по лабораторным работам

по дисциплине «Теоретические основы электротехники»

для студентов направления подготовки бакалавров

210100.62 «Электроника и наноэлектроника»

профиля _____________________________________________________

очной формы обучения

Студента _________________________

Фамилия, инициалы

Группы __________________________

Номер бригады ___________________

Принял(а) ________________________ Должность преподавателя

______________________

Фамилия, инициалы преподавателя

№ лабораторной работы Дата выполнения работы по графику К занятию допущен (дата, подпись препод.) Отметка о выполнении (дата, подпись препод.) Дата защиты по графику Отметка о зачете Дата, ПОДПИСЬ преподавателя
2 семестр
2-3 нед     4-5 нед    
6-7 нед     8-9 нед    
10-11 нед     12-13 нед    
14-15 нед     16-17 нед    
3 семестр
2-3 нед     4-5 нед    
6-7 нед     8-9 нед    
10-11 нед     12-13 нед    
14-15 нед     16-17 нед    

Воронеж 20____

Правила электробезопасности в лаборатории

Лабораторные установки являются действующими электроустановками с напряжением 220 В и при несоблюдении правил техники безопасности могут стать источником поражения электрическим током.

Перед началом выполнения работ студенты проходят инструктаж по технике безопасности и пожарной безопасности с записью об этом в соответствующем журнале и личной росписью в нем каждого студента.

Категорически воспрещается:

1) включать источники питания без разрешения преподавателя;

2) пользоваться проводами без наконечников;

3) прикасаться к неизолированным частям стенда;

4) оставлять без надзора включенный стенд;

5) разбирать цепи и производить переключения под напряжением.

Во время лабораторных занятий студенты должны выполнять следующие требования по технике безопасности:

1) Перед сборкой цепи необходимо убедиться, что к клеммам передних панелей стенда и его аппаратам не подведено напряжение, т.е. на стенде сигнальные лампы не светятся.

2) При сборке необходимо следить за надежностью крепления наконечников или штырей токонесущих проводов и избегать их перекрещивания.

3) Напряжение на собранные цепи подается только с разрешения преподавателя или лаборанта после проверки ими правильности собранных цепей.

4) По окончании работы разборка цепи должна производиться только с разрешения преподавателя и после отключения напряжения.

5) В аварийных ситуациях необходимо быстро отключить напряжение и доложить преподавателю или лаборанту о неисправностях в цепи.

6) В случае поражения работающего электрическим током цепь должна быть немедленно отключена от источника питания и пострадавшему должна быть оказана первая помощь. При необходимости следует вызвать скорую медицинскую помощь.

С правилами электробезопасности в лаборатории 141 ознакомлен ________________________

подпись студента

Порядок работы в лаборатории

Студенческая группа разбивается на бригады по 2-3 человека в бригаде. Номер бригады соответствует номеру стенда и сохраняется в течение всего семестра.

Перед началом лабораторных работ необходимо:

а) подготовиться к занятию, изучив теоретические положения дисциплины по учебнику, конспекту лекций и учебному пособию по лабораторному практикуму, решить рекомендуемые задачи и ответить на контрольные вопросы;

б) выполнить предварительные расчеты;

в) получить допуск по технике безопасности к работе.

При подготовке к работе каждый студент заполняет рабочую тетрадь по выполнению лабораторной работы, которая служит основным документом при допуске к занятию. Тетрадь предъявляется преподавателю, который, убедившись в готовности студента к работе, ставит свою подпись на титульном листе рабочей тетради в графе «К занятию допущен».

Получив допуск, студент приступает к выполнению эксперимента. По окончании эксперимента студенты, не разбирая цепи, предъявляют результаты преподавателю, который отмечает выполнение задания в рабочей тетради.

Программа лабораторной работы может быть выполнена за 2 часа только при условии тщательной предварительной подготовки.

Защита выполненной лабораторной работы производится на следующем лабораторном занятии. Для этого студент предъявляет преподавателю оформленную рабочую тетрадь, содержащую обработку результатов эксперимента в виде дополнительных расчетов, графиков, диаграмм и выводов.

Лабораторные занятия проводятся по разделам дисциплины. Студент, не получивший зачета по предыдущему разделу дисциплины, к выполнению следующей работы не допускается.

С порядком работы в лаборатории 141 ознакомлен ________________

подпись студента

Лабораторная работа № 1
ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗВЕТВЛЕННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Цель работы
экспериментальная проверка выполнения законов Кирхгофа; исследование распределения потенциалов в сложной электрической цепи; проверка выполнения баланса мощностей.
Лабораторная установка для исследования
порядок работы в лаборатории - student2.ru
Описание лабораторной установки
В работе исследуется электрическая цепь, содержащая два источника ЭДС. Источники энергии установлены в блоке лабораторного стенда справа внизу панели. Резисторы расположены на переносном блоке, который устанавливается в левой части стенда. Номиналы сопротивлений резисторов R1÷R3 (нужное подчеркнуть):
№ варианта
R1, Ом
R2, Ом
R3, Ом
Измерительные приборы
цифровой вольтметр; амперметры Э59 0,25÷1,0 А – 3 шт.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
1. Измерение ЭДС, токов и напряжений на всех элементах цепи  
Режим ХХ Режим под нагрузкой
E1, B Е2, B UE1, B UE2, B I1, A I2, A I3, A UR1, B UR2, B UR3, B
                   
2. Измерение потенциалов точек цепи относительно точки, потенциал которой принимается равным нулю (нужное подчеркнуть).
№ варианта
Номер точки с φ=0
φ1, В φ2, В φ3, В φ4, В
       
3. Определение направлений токов в резисторах с помощью потенциалов точек цепи Сравнение величин потенциалов: φ1 φ3 => ток резистора R3 направлен от точки ____ к точке ____; φ2 φ3 => ток резистора R2 направлен от точки ____ к точке ____; φ4 φ3 => ток резистора R1 направлен от точки ____ к точке ____. Указать токи стрелкой на схеме цепи лабораторной работы.
4. Вычисление напряжений на всех элементах цепи с использованием потенциалов точек ( порядок работы в лаборатории - student2.ru ): UR1= UR2= UR3= UE1= UE2= Указать напряжения стрелкой на схеме цепи лабораторной работы ВЫВОД: (сравнение с опытными данными) Экспериментальные данные получены правильно________ _________ подпись преподавателя
5. Определение режимов работы источников энергии (режим отдачи или режим потребления). Сравнение величины ЭДС источника, полученной на холостом ходу и напряжения на его полюсах при работе под нагрузкой: E1 UE1 – режим __________________; E2 UE2 – режим __________________.
6. Проверка выполнения законов Кирхгофа по экспериментальным данным ( порядок работы в лаборатории - student2.ru ; порядок работы в лаборатории - student2.ru ):   ВЫВОД:  
7. Проверка баланса мощностей по данным измерений ( порядок работы в лаборатории - student2.ru ):   ВЫВОД:
8. Расчет сопротивлений резисторов и внутренних сопротивлений источников ЭДС
RВ1, Ом RВ2, Ом R1, Ом R2, Ом R3, Ом
         

R1=

R2=

R3=

ВЫВОД: (сравнение вычисленных значений с номиналами, указанными на стенде)

порядок работы в лаборатории - student2.ru

RB1=

RB2=

ВЫВОД: (сравнение их с сопротивлениями приемников)

9. Схема замещения исследуемой цепи:  
10. Запись системы уравнений по законам Кирхгофа для схемы замещенияцепи ( порядок работы в лаборатории - student2.ru ; порядок работы в лаборатории - student2.ru ):    
11. Вычисление значений токов для схемы замещения цепи по законам Кирхгофа Расчетные формулы:    
12. Проверка баланса мощностей для схемы замещения ( порядок работы в лаборатории - student2.ru ):   ВЫВОД:  
13. Построение потенциальной диаграммы:  
ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что такое схема электрической цепи и перечислите ее основные элементы.    
2. Закон Ома для пассивного участка.     Применение закона Ома для определения тока на участке, содержащем источник ЭДС.  
3. Законы Кирхгофа.  
4. Схемы замещения реальных источников ЭДС и тока.     Эквивалентное преобразование реального источника тока в источник ЭДС.    
5. Определение токов в ветвях разветвленной электрической схемы путем непосредственного применения законов Кирхгофа.    
6. Как в лабораторной работе определялись сопротивления приемников и внутренние сопротивления источников электрической энергии.  
7. Определение мощности источников и приемников электрической энергии.  
8. Поясните составление уравнения баланса мощностей.    
9. режимы работы источников электрической энергии.  
10. Порядок построения потенциальной диаграммы.  
Лабораторная работа № 2
МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Цель работы
экспериментальная проверка принципа наложения; определение параметров эквивалентного активного двухполюсника опытным путем; определение условий, при которых в нагрузке выделяется максимальная мощность.
Лабораторная установка для исследования
порядок работы в лаборатории - student2.ru
Описание лабораторной установки
В работе исследуется электрическая цепь с двумя источниками питания, ЭДС и внутренние сопротивления которых были определены в лабораторной работе № 1. Переключатели П1 и П2 находятся в правой панели верхней части стенда. Номиналы сопротивлений резисторов (согласно варианту)
№ варианта
R1, Ом
R2, Ом
R3, Ом
R4, Ом                        
R5, Ом                        
Измерительные приборы
амперметры типа Э59А с пределом измерения 0,25÷1,0 А - 3 шт.; цифровой вольтметр.
ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАДАНИЯ НА ПОДГОТОВИТЕЛЬНУЮ РАБОТУ
1. Расчет токов в ветвях схемы замещения методом наложения Из лабораторной работы № 1: E1 = B, RВ1 = Ом, E2 = B, RВ2 = Ом.
Расчетные схемы замещения:   Числовые расчеты:  
I1',А I2',А I3',А I4',А I5',А I1'',А I2'',А I3'',А I4'',А I5'',А I1 I2 I3 I4 I4
                             
2. Расчет тока в одной из ветвей цепи (согласно варианту) методом эквивалентного генератора (нужное подчеркнуть)
№ варианта
Номер резистора

Расчетные схемы замещения:

Числовые расчеты:

UХХ , В IКЗ , А RЭ , Ом I, А
       
3. Условие передачи максимальной мощности нагрузке Rв = Rн=  
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
1. Измерение частичных токов от действия ЭДС первого, частичных токов от действия ЭДС второго источника и действительных токов ветвей цепи.
I1',А I2',А I3',А I1'',А I2'',А I3'',А I1 I2 I3 I4 I4
Измерено Вычислено
                     

Экспериментальные данные получены правильно _________

подпись преподавателя

Вычисление значений действительных токов в ветвях цепи по измеренным значениям частичных токов в ветвях

ВЫВОД: (сравнение полученных в результате расчета и эксперимента значения частичных токов в ветвях цепи)

ВЫВОД: (сравнение полученных в результате расчета и эксперимента действительных токов в ветвях цепи)

2. Определение тока в ветви цепи (согласно варианту) методом эквивалентного генератора

Измерено Вычислено
UХХ , В IКЗ , А RЭ , Ом I, А
       

Экспериментальные данные получены правильно _________

подпись преподавателя

Расчет внутреннего сопротивления эквивалентного двухполюсника и тока в рассматриваемой ветви

ВЫВОД: (сравнение полученного значения тока с его измеренным ранее значением)

3. Экспериментальное исследование зависимости мощности, выделяемой в реостате от величины его сопротивления
№ опыта Измерено Вычислено
Iр , А Uр , В Rp, Ом Рр, Вт
       
       
       
       
       
       
       

Экспериментальные данные получены правильно _________

подпись преподавателя

Расчетные формулы:

4. График зависимости мощности, выделяемой в реостате от величины его сопротивления   ВЫВОД: (при каком значении сопротивления регулируемого реостата эта мощность достигает максимального значения).  
ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Сформулируйте принцип наложения и поясните алгоритм расчета токов в цепях с несколькими источниками электрической энергии методом наложения.    
2. Объясните по схеме лабораторной установки как опытным путем проверить принцип наложения.    
3. Объясните расхождение между расчетными значениями токов и полученными опытным путем.  
4. Определение параметров активного двухполюсника опытным и аналитическим путем.  
5. Условие выделения максимальной мощности в нагрузочном сопротивлении. Как рассчитать сопротивление нагрузочного резистора, при котором КПД будет иметь максимальное значение.    
Лабораторная работа № 3
ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЦЕПЕЙ синусоидального ТОКА
Цель работы
экспериментальное определение параметров пассивных элементов электрической цепи; исследование свойств электрической цепи с последовательным и параллельным соединением элементов R, L, C; получение навыков построения векторных диаграмм по опытным данным.
Лабораторная установка для исследования
порядок работы в лаборатории - student2.ru порядок работы в лаборатории - student2.ru
Описание лабораторной установки
Приемники подключают к лабораторному автотрансформатору (ЛАТр), позволяющему регулировать напряжение источника питания цепи в пределах от 0 до 250 В. В качестве приемников используют: катушку однофазного универсального трансформатора с параметрами RК, L (клеммы 2-3, сердечник разомкнут), приближенные значения параметров катушки L=0, 5 Гн, RК=25 Ом; батарею конденсаторов емкостью от 0 до 34,75 мкФ; резисторы. Параметры резистора и конденсатора (согласно варианту):
№ варианта
R, Ом
C, мкФ
Измерительные приборы
вольтметр электромагнитной системы типа Э59 0÷600 В - 1 шт.; амперметр электромагнитной системы типа Э59 0÷1 А - 3 шт.; настольный фазометр электродинамической системы для измерения угла сдвига фаз между напряжением и током; цифровой вольтметр.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
1. Измерение электрических величин в цепях с резистором, катушкой индуктивности и конденсатором и определение параметров приемников для последовательной схемы замещения
Приемник Измерено Вычислено
U, B I, A φ, град cos φ z, Ом R, Ом X, Ом Доп. параметр
Резистор             -
Индуктивная катушка             L = Гн
Конденсатор             С = мкФ

Экспериментальные данные получены правильно _________

подпись преподавателя

Вычисление параметров резистора:

полное сопротивление порядок работы в лаборатории - student2.ru =

активное сопротивление порядок работы в лаборатории - student2.ru =

реактивное сопротивление порядок работы в лаборатории - student2.ru =

ВЫВОД:

Последовательная схема замещения резистора:

Вычисление параметров катушки индуктивности:

полное сопротивление порядок работы в лаборатории - student2.ru =

активное сопротивление порядок работы в лаборатории - student2.ru =

реактивное сопротивление порядок работы в лаборатории - student2.ru =

Угловая частота ω = 2πf =

Индуктивность катушки порядок работы в лаборатории - student2.ru =

ВЫВОД:

Последовательная схема замещения катушки индуктивности:

Вычисление параметров конденсатора:

полное сопротивление порядок работы в лаборатории - student2.ru =

активное сопротивление порядок работы в лаборатории - student2.ru =

реактивное сопротивление порядок работы в лаборатории - student2.ru =

емкость конденсатора порядок работы в лаборатории - student2.ru =

ВЫВОД:

Последовательная схема замещения конденсатора:

2. Расчет емкости конденсатора Срез, при которой в цепи с последовательным соединением приемников наступит резонанс напряжений (Х=0): порядок работы в лаборатории - student2.ru =
3. Исследование влияния переменной емкости на свойства цепи с с последовательным соединением приемников
№ опыта Измерено Вычислено
U, B С, мкФ I, A ± порядок работы в лаборатории - student2.ru , град cos φ UK, B UC, B UL, B z, Ом XL, Ом XC, Ом
                     
                     
                     
                 
                     
                     
                     

Экспериментальные данные получены правильно _________

Подпись преподавателя

3. Сравнение рассчитанного значения резонансной емкости с полученным в опыте:   ВЫВОД:   4. Векторные диаграммы токов и напряжений на последовательно соединенных приемниках для нерезонансного и резонансного режимов работы: Масштаб по току: mi = А/см; масштаб по напряжению: mu = В/см. Режим до резонансаРезонансный режим Режим после резонанса X.L<XC; XL=XC; XL>XC   порядок работы в лаборатории - student2.ru 5. Определение параметров приемников для параллельной схемы замещения Вычисление параметров катушки индуктивности: полная проводимость порядок работы в лаборатории - student2.ru = активная проводимость порядок работы в лаборатории - student2.ru = эквивалентное активное сопротивление порядок работы в лаборатории - student2.ru реактивная проводимость порядок работы в лаборатории - student2.ru = эквивалентная индуктивность катушки порядок работы в лаборатории - student2.ru = ВЫВОД:     Параллельная схема замещения катушки индуктивности:     Вычисление параметров конденсатора: полная проводимость порядок работы в лаборатории - student2.ru = активная проводимость порядок работы в лаборатории - student2.ru = эквивалентное активное сопротивление порядок работы в лаборатории - student2.ru реактивная проводимость порядок работы в лаборатории - student2.ru = эквивалентная емкость конденсатора порядок работы в лаборатории - student2.ru = ВЫВОД:     Параллельная схема замещения конденсатора:     6. Расчет емкости конденсатора Срез, при которой в цепи с параллельным соединением приемников наступит резонанс токов (b=0): порядок работы в лаборатории - student2.ru =     7. Измерение электрических величин в цепи с параллельным соединением приемников
Режим работы U, B С, мкФ I1, A I 2, А I 3, А порядок работы в лаборатории - student2.ru , град cos φ
Нерезонансный            
Резонансный        

Экспериментальные данные получены правильно _________

подпись преподавателя

8. Сравнение рассчитанного значения резонансной емкости с полученным в опыте:   ВЫВОД:     9. Построение векторных диаграмм напряжения и токов в параллельно соединенных приемниках для нерезонансного и резонансного режимов работы: Масштаб по току: mi = А/см; масштаб по напряжению: mu = В/см. Режим до резонансаРезонансный режим Режим после резонанса b.L< b C; b L= b C; b L> b C   порядок работы в лаборатории - student2.ru   ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Мгновенное значение синусоидального тока и его временная диаграмма.     2. Изображение синусоидальных величин векторами и комплексными числами.     3. Действия с комплексными числами.   4. Временные и векторные диаграммы токов и напряжений при включении в цепь синусоидального тока активного, индуктивного и емкостного элементов.   5. Понятие активной и реактивной мощности.     6. Режим резонанса напряжений в цепи синусоидального тока. Добротность резонансного контура.   7. По данным, полученным в лабораторной работе, поясните ход резонансных кривых.   8. Определение параметров приемников, включаемых в цепь синусоидального тока, опытным путем.   9. Поясните порядок построения векторных диаграмм для различных режимов работы цепи по отчету по лабораторной работе.   10. Закон Ома в комплексной форме записи.   11. Законы Кирхгофа в комплексной форме записи.     12. Определение комплексного сопротивления при последовательном, параллельном соединении приемников.   13. На примере электрической схемы, рассматриваемой в лабораторной работе, поясните алгоритм расчета токов и напряжений в цепях синусоидального тока при последовательном, параллельном соединении приемников.     14. Как на векторной диаграмме показывают угол сдвига фаз между напряжением и током участка цепи.     15. На векторной диаграмме, построенной по экспериментальным данным, покажите выполнение законов Кирхгофа.  
Лабораторная работа № 4
РАЗВЕТВЛЕННАЯ ЦЕПЬ ОДНОФАЗНОГО СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА
Цель работы
экспериментальная проверка основных законов и методов расчета разветвленных линейных электрических цепей синусоидального тока.
Лабораторная установка для исследования в соответствии с вариантом
порядок работы в лаборатории - student2.ru порядок работы в лаборатории - student2.ru
Описание лабораторной установки
Цепь подключают к лабораторному автотрансформатору (ЛАТр), позволяющему регулировать напряжение на входе цепи в пределах от 0 до 250 В. В качестве приемников используют: катушку однофазного универсального трансформатора с параметрами RК, L (клеммы 2-3, сердечник разомкнут), которые были определены в лабораторной работе № 3; конденсаторы с емкостью С1=10 мкФ, С2=20 мкФ, С3=30 мкФ; резисторы с сопротивлениями R1=100 Ом, R2=150 Ом, R3=30 Ом.
Измерительные приборы
вольтметр типа Э59 0÷600 В- 1 шт.; амперметр типа Э59 0÷1 А - 3 шт.; фазометр электродинамической системы; цифровой вольтметр.
ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАДАНИЯ НА ПОДГОТОВИТЕЛЬНУЮ РАБОТУ
1. Расчет токов и напряжений в разветвленной цепи согласно варианту. Комплексное действующее значение напряжения источника питания:   Комплексные сопротивления ветвей Z1, Z2, Z3: Z1=   Z2=   Z3=   Эквивалентные схемы замещения цепи лабораторной работы порядок работы в лаборатории - student2.ru порядок работы в лаборатории - student2.ru Числовые вычисления:   Вычислено
U14, B I1, A I2, A I3, A порядок работы в лаборатории - student2.ru , град cos порядок работы в лаборатории - student2.ru U12, B U23, B U34, B U24, B
                 
2. Построение векторной диаграммы напряжений, совмещенную с векторной диаграммой токов по результатам предварительных расчетов. Масштаб по току: mi = А/см; масштаб по напряжению: mu = В/см.    
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
1. Измерение токов в ветвях и напряжений на всех участках цепи  
U14, B I1, A I2, A I3, A порядок работы в лаборатории - student2.ru ,град cos порядок работы в лаборатории - student2.ru U12, B U23, B U34, B U24, B
                 

Экспериментальные данные получены правильно _________

подпись преподавателя

2. Построение векторной диаграммы напряжений, совмещенной с векторной диаграммой токов по опытным данным. Масштаб по току: mi = А/см; масштаб по напряжению: mu = В/см.    
ВЫВОДЫ:  
ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Поясните порядок построения векторной диаграммы для разветвленной электрической цепи однофазного синусоидального тока.
2. Поясните порядок построения векторной диаграммы для цепи лабораторной работы по экспериментальным значениям.  
3. Как рассчитать комплексное сопротивление цепи при смешанном соединении приемников?    
4. Как вычислить токи в разветвленной части схемы?    
5. Как вычислить токи в неразветвленной части схемы?  
6. Поясните понятия: активная мощность, полная мощность, реактивная мощность, коэффициент мощности. Какой необходимо выбирать коэффициент мощности, и как этого можно добиться?  
7. Возможен ли резонанс в цепи лабораторной установки?  
8. Что вы знаете о резонансе токов и условиях его возникновения, какова роль резонанса в электротехнике?    
Лабораторная работа № 5
Анализ линейных электрических цепей при несинусоидальных эдс и токах
Цель работы
экспериментальное определение гармонического состава несинусоидального напряжения; наблюдение влияния индуктивности и емкости на форму кривой тока в цепи с несинусоидальными источниками ЭДС.
Лабораторная установка для исследования
порядок работы в лаборатории - student2.ru порядок работы в лаборатории - student2.ru порядок работы в лаборатории - student2.ru порядок работы в лаборатории - student2.ru
Описание лабораторной установки
В лабораторной работе исследуется электрическую цепь с несинусоидальными источниками ЭДС, представляющими собой совокупность генератора звуковых сигналов (ЗГ), вырабатывающего напряжение синусоидальной формы с регулируемой амплитудой и частотой и преобразователя синусоидального сигнала, с выхода которого снимается несинусоидальное напряжение прямоугольной формы и сигналы, соответствующие одно- и двухполупериодному выпрямленному напряжению. К выходу преобразователя подключаются цепи различной конфигурации, состоящие из элементов R, L, C и представленные в виде блока универсального стенда.
Измерительные приборы
электронный вольтметр;
осциллограф.
Выполнение задания на подготовительную работу
1. Разложение в ряд Фурье сигналов, используемых в лабораторной работе а) прямоугольной формы: порядок работы в лаборатории - student2.ru =  
б) однополупериодного выпрямленного синусоидального напряжения: порядок работы в лаборатории - student2.ru =  
в) двухполупериодного выпрямленного синусоидального напряжения порядок работы в лаборатории - student2.ru =  
3. Построение спектров амплитуд несинусоидальных функций   порядок работы в лаборатории - student2.ru    
4. Вычисление угловой порядок работы в лаборатории - student2.ru и линейной порядок работы в лаборатории - student2.ru резонансных частот параллельного контура: порядок работы в лаборатории - student2.ru =   порядок работы в лаборатории - student2.ru  
5. Расчет искомой электрической величины в цепи, согласно варианту
№ варианта Исследуемая цепь Форма напряжения питания Определить
порядок работы в лаборатории - student2.ru порядок работы в лаборатории - student2.ru i(t)
порядок работы в лаборатории - student2.ru порядок работы в лаборатории - student2.ru uC(t)
порядок работы в лаборатории - student2.ru порядок работы в лаборатории - student2.ru uL(t)
порядок работы в лаборатории - student2.ru порядок работы в лаборатории - student2.ru i(t)
порядок работы в лаборатории - student2.ru порядок работы в лаборатории - student2.ru uR(t)
порядок работы в лаборатории - student2.ru порядок работы в лаборатории - student2.ru uC(t)
порядок работы в лаборатории - student2.ru порядок работы в лаборатории - student2.ru i(t)
порядок работы в лаборатории - student2.ru порядок работы в лаборатории - student2.ru i(t)
порядок работы в лаборатории - student2.ru порядок работы в лаборатории - student2.ru uR(t)
порядок работы в лаборатории - student2.ru порядок работы в лаборатории - student2.ru uR(t)
порядок работы в лаборатории - student2.ru порядок работы в лаборатории - student2.ru uL(t)
порядок работы в лаборатории - student2.ru порядок работы в лаборатории - student2.ru i(t)

Расчетные схемы замещения:

Числовые расчеты:

6. Построение графика мгновенного значения рассчитанного тока i(t) или напряжения u(t)  
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
1. Снятие амплитудно-частотной характеристики параллельного резонансного контура  
 
  порядок работы в лаборатории - student2.ru

ВЫВОД: значение резонансной частоты параллельного контура fР=

2. Определение гармонического состава несинусоидальных напряжений  
Форма напряжения Номер гармоники
f, Гц Um, B f, Гц Um, B f, Гц Um, B f, Гц Um, B f, Гц Um, B
порядок работы в лаборатории - student2.ru                   порядок работы в лаборатории - student2.ru
порядок работы в лаборатории - student2.ru                    
порядок работы в лаборатории - student2.ru                    
ВЫВОД:  
3. Построение полученных экспериментально спектров амплитуд исследуемых сигналов на одном графике с расчетными в п.3. ВЫВОДЫ: (сравнение полученных результатов)  
4. Осциллограмма согласно варианту тока или напряжения на участке цепи, полученная экспериментальным путем   ВЫВОД:    
ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Способы представления несинусоидальных периодических токов и напряжений.    
2. Амплитудочастотные и фазочастотные характеристики.    
3. Коэффициенты, характеризующие форму несинусоидальных токов и напряжений.    
4. Действующее значение несинусоидального тока.    
5. Активная, реактивная и полная мощности в цепях с несинусоидальными токами и напряжениями.  
6. Алгоритм расчета токов и напряжений в цепях с несинусоидальными источниками ЭДС.    
7. Резонансные явления в цепях с несинусоидальными токами и напряжениями.    
8. Поясните определение в лабораторной работе наличия различных гармонических составляющих и измерение их амплитуд.  
Лабораторная работа № 6
ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИК
Цель работы
исследование режимов работы пассивного четырехполюсника, определение коэффициентов А- формы записи уравнений четырехполюсника, характеристического сопротивления, постоянной передачи.
Лабораторная установка для исследования
порядок работы в лаборатории - student2.ru порядок работы в лаборатории - student2.ru порядок работы в лаборатории - student2.ru
Описание лабораторной установки
Источник питания - сеть переменного тока лабораторного стенда напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Напряжение на входе исследуемой цепи устанавливается с помощью лабораторного автотрансформатора (ЛАТР).
Схема соединения элементов четырехполюсника согласно варианту:  
порядок работы в лаборатории - student2.ru порядок работы в лаборатории - student2.ru 3 порядок работы в лаборатории - student2.ru
4 порядок работы в лаборатории - student2.ru порядок работы в лаборатории - student2.ru порядок работы в лаборатории - student2.ru
порядок работы в лаборатории - student2.ru порядок работы в лаборатории - student2.ru порядок работы в лаборатории - student2.ru
порядок работы в лаборатории - student2.ru 11 порядок работы в лаборатории - student2.ru   порядок работы в лаборатории - student2.ru  

Параметры элементов четырехполюсника:

резисторы R=100 Ом, R1 = 150 Ом; конденсаторы С = 10 мкФ и С1 = 30 мкФ;

катушка с индуктивностью с параметрами, полученными экспериментально в лабораторной работе № 3.

Измерительные приборы
амперметры типа Э 359 0,25 - 1,0 А - 2 шт.; вольтметры типа Э 359 150-300 В - 2 шт.; фазометр.
ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАДАНИЯ НА ПОДГОТОВИТЕЛЬНУЮ РАБОТУ
1. Расчет коэффициентов четырехполюсника А,В,С,D согласно варианту Результаты расчетов
Коэффициенты А В, Ом С, Сим D
       
2. Расчет входных и выходных токов и напряжений в режимах холостого хода и короткого замыкания при прямом и обратном включении четырехполюсника Расчетные формулы: Прямое включение: U1=50 В. порядок работы в лаборатории - student2.ru порядок работы в лаборатории - student2.ru   Обратное включение: U2=50 В. порядок работы в лаборатории - student2.ru порядок работы в лаборатории - student2.ru   Результаты расчетов
Способ включения Режим U1, B I1, A порядок работы в лаборатории - student2.ru 1, град U2, B I2, A порядок работы в лаборатории - student2.ru 2, град
Прямое включение хх         -
кз         -
Обратное включение хх     -    
кз     -    

Наши рекомендации