II. Исследование основных соотношений в цепи с параллельным соединением приемников.
1. Собрать схему, указанную на рис.
2. Установить значения параметров указанные преподавателем.
3. Записать показания приборов в таблицу 2.
4. Изменить номинал одного из резисторов (в соответствии с заданием преподавателя)
5. Записать показания приборов в таблицу 2.
6. Отключить один из резисторов.
7. Показания приборов записать в таблицу 2.
¨ Ответить на вопросы:
- Как изменится общее сопротивление, если в схему добавить еще один резистор?
__________
- Как при этом меняется сила тока?
__________
- Как изменятся токи на каждом участке?
__________
- Составить уравнение по первому закону Кирхгофа.
__________
Таблица 2
| ИЗМЕРЕНО | ||||||||
| U, B | R1, Ом | R2, Ом | R3, Ом | I A | I1 А | I2 А | I3 А | Rобщ Ом |
КАРТОЧКА-ЗАДАНИЕ
I. Исследование основных соотношений в цепи с последовательным соединением приемников.
| № варианта | U В | R1 Ом | R2 Ом | R3 Ом | R /2 Ом |
II. Исследование основных соотношений в цепи с параллельным соединением приемников.
| № варианта | U В | R1 Ом | R2 Ом | R3 Ом | R /2 Ом |
Лабораторная работа №4
Тема: Проверка основных состояний цепи постоянного тока со смешанным соединением резисторов.
Цель: Опытным путем проверить основные соотношения между эл. величинами в цепи постоянного тока.
Электросхема:
Технические данные исп. приборов: таблица 1
| Обозначение прибора | Наименование прибора | Заводской номер | Система прибора | Номинальное значение | Цена деления | Класс точности |
| PU | вольтметр | 150 В | ||||
| PA | амперметр | 0,5-1 А | ||||
| PW | ваттметр | Uн=150В Iн=2,5А |
Результаты измерений и вычислений: таблица 2
| № опыта | измерено | вычислено | Примечания | |||||||||||
| U | I | Iby | Iax | P | U1-3 | U4-9 | R | Rax | Rby | Rcz | Rэ/ | Р/ | ||
| В | А | А | А | Вт | В | В | Ом | Ом | Ом | В | Ом | Вт | Включено | |
| К1-К9 | ||||||||||||||
| К1-К8 | ||||||||||||||
| К1-К7 | ||||||||||||||
| К1-К5,К7 | ||||||||||||||
| К1 - К4, К7 | ||||||||||||||
| К1; К2; К4; К7 |
Расчетные формулы:
; 
; 
; 
; 
Построить графики зависимости I = f (Р);
График: I = f (Р)
Ответить на вопросы:
· Какое соединение резисторов называется последовательным?
____________________________________________________________________
· Какое соединение резисторов называется параллельным?
____________________________________________________________________
· Как изменятся показания приборов, если Rax уменьшилось? Ответ обосновать
____________________________________________________________________
- Как изменятся показания приборов, если Rсz уменьшилось? Ответ обосновать
_________________________________
Лабораторная работа №5
Тема: Исследование сложной цепи постоянного тока методом наложения. Проверка законов Кирхгофа.
Цель работы: Исследовать сложную цепь методом наложения. Проверить задачу методом уравнений Кирхгофа.
МЕТОД НАЛОЖЕНИЯ:
Схема 1
Схема 2
Схема 3
ПРОВЕРКА:
I1= I/1+ I//1
I2= I/2+ I//2
I3= I/3+ I//3
Измерено:
I1=
I2=
I3=
Измерено:
I/1=
I/2=
I/3=
Измерено:
I//1=
I//2=
I//3=
Порядок выполнения работы:
1. Составить схему, указанную преподавателем. Начертите схему 1.
2. Предъявить для проверки преподавателю.
3. Записать значения действительных токов в цепи I1, I2, I3.
4. Оставляем в схеме только источник Е1. Источник Е2 исключаем. Начертите сему 2.
5. Запишите значения частичных токов, создаваемых источником Е1:I /1, I /2, I /3
6. Оставьте в схеме только источник Е2, исключив источник Е1.
7. Запишите значения частичных токов, создаваемых источником Е2:I //1,I //2,I //3
8. Действительные токи равны алгебраической сумме частичных. Проанализируйте расчеты, сравните со значениями, полученными в ходе работы. Отразите в выводе.
9. Проверьте правильность показаний методом уравнений Кирхгофа:
§ Составьте систему уравнений по первому и второму законам Кирхгофа.
§ Подставьте числовые значения.
§ Проанализируйте полученные значения. Отразите анализ выводе.
10. Сделать вывод и ответить на вопросы:
§ Какая цепь называется сложной.
____________________________________________________________________
§ Как определить знак частичного тока.
____________________________________________________________________
§ Сформулируйте 1-ый закон Кирхгофа.
____________________________________________________________________
§ Сформулируйте 2-ой закон Кирхгофа.
____________________________________________________________________
Лабораторная работа №6
Тема:Исследование опытным путем законов электромагнитной индукции.
Цель работы: Опытным путём проверить основные законы электромагнитной индукции.
Оборудование:1. Аккумуляторная батарея
2. Гальванометр
3. Реостат
4. Полосовой постоянный магнит
5. Индукционная катушка с сердечником
6. Индукционная катушка с сердечником
7. Выключатель
 |
Рис. 1а Рис.1б Рис.1в Рис.1г
I. Электромагнитная индукция.
1.
- Рис.1а:
____________________
- Рис. 1б:
____________________
- Рис.1в:
____________________
- Рис.1г :
____________________
2.
_______________
Явление самоиндукции:
· Рис. 2а
_______________
- рис. 2б
Изменим направление токов в К11 .
- Рис.2в
_______________
- Рис. 2г
_________________________________________________________
_____________
Вывод:
1. 
По какому правилу определяется направление магнитного поля катушки с током? Укажите направление магнитного поля катушки.
____________________
2. 
В какой точке А,Б или В напряженность магнитного поля максимальна? По какому правилу определяется направление магнитного поля прямолинейного проводника с током?
____________________________________________________________________________
3. 
По какому правилу определяется направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле. Укажите направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле.
____________________________________________________________________________
Лабораторная работа № 7
Тема:Исследование основных соотношений в цепи переменного тока с последовательным соединением активного сопротивления и индуктивности.
Цель работы:
¨ Опытным путем убедиться в справедливости закона Ома
¨ Установить зависимость индуктивного сопротивления от частоты
¨ Установить зависимость полного сопротивления от частоты.
Порядок выполнения работы:
1. Собрать схему, указанную на рис.
¨ Вольтметры и амперметры перевести в режим АС (двойной щелчок мышью, открывает окно рис.1)
Рис.1
Задание 1
1. Установить значение параметров согласно заданию преподавателя.
2. Занести показания приборов в таблицу 1
3. Увеличить напряжение в два раза, показания приборов занести в таблицу 1.
Таблица1
| № | Измерено | ||||||||||
| U B | f Гц | L мГн | R Ом | UR B | UL B | I A | XL Ом | Z Ом | P Вт | Q ВАр | |
Задание 2
¨ Изменяя частоту подводимого к контуру напряжения, проследите за изменением XL , I, Z, данные занести в таблицу2.
Установить значения частоты:
f1=500 Гц
f2=1кГц
| № | Измерено | ||||||||||
| U B | f Гц | L мГн | R Ом | UR B | UL B | I A | XL Ом | Z Ом | P Вт | Q ВАр | |
Таблица2
Задание 3
¨ Уменьшить величину индуктивности, проследите за изменением XL , I, Z данные занести в таблицу 3.
¨ Увеличить номинал активного сопротивления, показания приборов занесите в таблицу3
| № | Измерено | ||||||||||
| U B | f Гц | L мГн | R Ом | UR B | UL B | I A | XL Ом | Z Ом | P Вт | Q ВАр | |
Таблица3
¨ По результатам работы построить график зависимости XL =f(f); Z=f(f)
¨ Включите осциллограф (рис2), в отчет начертите временную диаграмму.
¨ На осциллографе необходимо установить следующие значения:time base 0.02 s/div; channel A 100 V/div; channel B 200 V/div
¨ Постройте векторную диаграмму токов и напряжений в масштабе.
| Временная диаграмма | Векторная диаграмма |
Вывод:
Ø Какие параметры цепи изменились при увеличении приложенного напряжения?
__________
Ø Какова зависимость индуктивного сопротивления от частоты?
__________
Ø Поясните построение векторной диаграммы
__________
Ø Закон Ома для цепи переменного тока, содержащей активное сопротивление и индуктивность.
__________
Ø Каким сопротивлением обладает катушка индуктивности в цепи постоянного тока?
__________
Ø Каким сопротивлением обладает катушка индуктивности в цепи переменного тока?
________________________________________________________________
Ø Какие величины изменятся, если в цепь с активным сопротивлением и индуктивностью добавить катушку, с индуктивностью равной индуктивности первой катушки? Ответ пояснить.
___________________________________
| |
| |
| |
| |
Задание 1
| № варианта | U, B | f , Гц | L, мГн | R,Ом |
| 25,4 | ||||
| 19,1 | ||||
| 31,85 | ||||
| 38,1 | ||||
| 25,4 |
| XL =f(f) | Z=f(f) |
Лабораторная работа № 8
Тема:Исследование основных соотношений в цепи переменного тока с последовательным соединением активного сопротивления и емкости.
Цель работы:
¨ Опытным путем убедиться в справедливости закона Ома
¨ Установить зависимость емкостного сопротивления от частоты
¨ Установить зависимость полного сопротивления от частоты.
| | |
Порядок выполнения работы:
- Собрать схему, указанную на рис.
- Вольтметры и амперметры перевести в режим АС (двойной щелчок мышью по измерительному прибору)
 |
Задание 1
- Установить значение параметров согласно заданию преподавателя.
| № | Измерено | ||||||||||
| U B | f Гц | С мкФ | R Ом | UR B | Uс B | I A | Xс Ом | Z Ом | P Вт | Q ВАр | |
- Занести показания приборов в таблицу 1
- Увеличить приложенное напряжение в два раза, показания приборов занести в табл. 1
Таблица1
Задание 2
¨ Изменяя частоту подводимого к контуру напряжения, проследите за изменением Xс , I, Z, данные занести в таблицу2.
Установить значения частоты:
f1=100 Гц
f2=200Гц
| № | Измерено | ||||||||||
| U B | f Гц | С мкФ | R Ом | UR B | Uс B | I A | Xс Ом | Z Ом | P Вт | Q ВАр | |
Таблица2
Задание 3
¨ Уменьшить номинал емкости в два раза, проследите за изменением XС, I, Z данные занести в таблицу 3.
¨ Увеличить номинал активного сопротивления, проследите за изменением I, Z
| № | Измерено | ||||||||||
| U B | f Гц | С мкФ | R Ом | UR B | Uс B | I A | Xс Ом | Z Ом | P Вт | Q ВАр | |
Таблица3
¨ По результатам работы построить график зависимости Xс =f(f); Z=f(f)
¨ Включите осциллограф (рис2), в отчет начертите временную диаграмму.
¨ На осциллографе необходимо установить следующие значения: time base 0.02 s/div; channel A 100 V/div; channel B 200 V/div
¨ Постройте векторную диаграмму токов и напряжений в масштабе.
| Временная диаграмма | Векторная диаграмма |
¨ Сделайте вывод и ответьте на вопросы:
- Какое сопротивление называется активным?
________________________________________________________________
- Какое сопротивление называется реактивным?
________________________________________________________________
- Закон Ома для цепи переменного тока, содержащей активное сопротивление и емкость.
________________________________________________________________
- Как емкостное сопротивление зависит от частоты?
________________________________________________________________
Карточка - задание
Задание 1
| № варианта | U, B | f , Гц | С, мкФ | R,Ом |
| | ||||
| | ||||
| | 318,5 | |||
| | 265,5 | |||
| |
¨ По результатам работы построить график зависимости Xс =f(f); Z=f(f)
| Xс=f(f) | Z=f(f) |
Лабораторная работа № 9
Тема:
Исследование основных соотношений в цепи переменного тока с последовательным соединением активного сопротивления, индуктивности и емкости.
Цель работы:
Опытным путем установить резонанс напряжений и проверить его свойства
Лабораторная работа №10
Тема: Исследование цепи переменного тока с параллельным соединением катушки индуктивности и емкости.
Цель: Изучить условия, при котором включения конденсатора параллельно с потребителем энергии приводит к увеличению коэфицента мощности. Изучить явление резонанса тока, которое наступает в цепи при полной компенсации реактивной мощности.
Электрическая схема:
Технические данные используемых приборов: ТАБЛИЦА 1
| PA | Амперметр | 1A | эл.маг. | 0,01 | 0,5 | |
| PA | Амперметр | 1A | эл.маг. | 0,01 | 0,5 | |
| PA | Амперметр | 1A | эл.маг. | 0,01 | 0,5 | |
| PV | Вольтметр | 150В | эл.маг. | 0,5 | ||
| PW | Ваттметр | 2,2кВт | ферродинам. | 0,5 | 0,5 |
Результаты измерений и вычислений: ТАБЛИЦА 2
| Измерено | |||||||||||||||
| C | U | Ic | Ik | I | P | Rk | Zk | BL | Bc | G | Ia | S | Q | cosj | |
| мкФ | В | А | А | А | Вт | Си | Ом | См | А | ВА | Вар | ||||
Порядок выполнения работы:
- Собрать схему цепи, указанную выше
- Предъявить ее для проверки преподавателю
- Установить напряжение цепи согласно заданию преподавателя.
- Изменяя величину емкости снимите показания приборов, данные запишите в таблицу2
- С помощью изменения емкости добиться резонанса токов. Который отслеживается по показанию амперметра в неразветвленной части цепи (амперметр покажет минимальное значение)
- Запишите значение приборов в таблицу 2 при резонансе.
- Произвести необходимые расчеты.
Расчетные формулы:
Сделать вывод и ответить на вопросы:
· Сформулируйте условие резонанса токов
__________________
· Перечислите особенности резонанса токов
________________________________________
· В чем заключается экономико-техническое значение коэффициента мощности?
______________________________
· Перечислите способы увеличения коэффициента мощности
________________________________________
8. Построить векторные диаграммы для случаев: BL>Bc и для резонанса токов.
Лабораторная работа №11
Тема: Исследование цепи трехфазного тока при соединении потребителей треугольником. Аварийные режимы работы трехфазной цепи.
Цель работы: Исследование основных соотношений в цепи трехфазного тока при соединении потребителей треугольником.
Схема цепи:
Порядок выполнения работы:
1. Соберите схему, указанную на рисунке.
2. Переведите амперметры и вольтметры в режим АС,сопротивление амперметров выставьте 1nОм
3. Снимите показания приборов при равномерной нагрузке R1=R2=R3=100 Ом, запишите данные в таблицу. (Ключи 1 и 2 замкнуты)
4. Снимите показания приборов при неравномерной нагрузке R1=100 Ом R2=200 Ом R3=300 Ом, запишите данные в таблицу. (Ключи 1 и 2 замкнуты)
5. Обрыв линии: разомкните ключ 1, снимите показания приборов при равномерной и неравномерной нагрузке, данные запишите в таблицу.
6. Обрыв фазы: разомкните ключ 2 (ключ 1 замкнут), снимите показания приборов при равномерной и неравномерной нагрузке, данные запишите в таблицу.
Таблица 1
| Виды соединений | Измерено | Вычислено | ||||||||||||
| UAB | UBC | UAC | IA | IB | IC | IAB | IBC | IAC | PAВ | PBС | PCА | P | ||
| В | В | В | А | A | A | A | A | A | Вт | Вт | Вт | Вт | ||
| Равномерная | ||||||||||||||
| Неравномерная | ||||||||||||||
| Обрыв линии | Равномерная | |||||||||||||
| Неравномерная | ||||||||||||||
| Обрыв фазы | Равномерная | |||||||||||||
| Неравномерная |
7. Постройте векторную диаграмму токов и напряжений для неравномерной нагрузки.
8. Сделайте вывод и ответьте на вопросы:
§ Какая нагрузка трехфазной цепи называется симметричной?
___________________
§ Каково соотношение между фазными и линейными токами и напряжениями для соединения приемников треугольником.
________
§ Как изменятся фазные токи при обрыве линии?
________
§ Как изменятся фазные токи при обрыве фазы?
________
Лабораторная работа №12
Тема: Исследование работы трехфазной цепи при соединении потребителей энергии в “звезду”.
Цель:1) Ознакомиться с работой трехфазной системы переменного тока методами измерения фазных и линейных токов и напряжений.
2) Проверить соотношения между током и напряжением при соединении потребителей энергии в “звезду”.
3) Выяснить роль нулевого провода в четырехпроводной системе трехфазного тока.
Электрическая схема:
Технические данные используемых приборов:
Таблица 1
| Обозначение прибора | Наименование | Заводской | Система прибора | Номинальное значение | Цена деления | Класс точности |
| прибора | номер | |||||
| РА | Амперметр |  | 1А | 0,01 | 0,5 | |
| РА | Амперметр | 1А | 0,01 | 0,5 | ||
| РА | Амперметр | 1А | 0,01 | 0,5 | ||
| РА | Амперметр | 1А | 0,01 | 0,5 | ||
| PV | Вольтметр | 300В | 0,5 |
Результаты измерений и вычислений:
Таблица 2
| Виды соединений | Измерено | Вычислено | |||||||||||||
| I0 | IA | IB | IС | UA | UB | UС | UAB | UBC | UAC | PA | PB | PС | P | ||
| А | А | А | А | В | В | В | В | В | В | Вт | Вт | Вт | Вт | ||
| Равномер. | Без нулевого провода | ||||||||||||||
| С нулевым проводом | |||||||||||||||
| Неравномер. | Без нулевого провода | ||||||||||||||
| С нулевым проводом |
Сделать вывод и ответить на вопросы:
- Какое соединение трехфазной цепи называется соединением “звездой”?
________________________
- Каково соотношение между линейными и фазными токами и напряжениями?
________________________
- Какая нагрузка трехфазной цепи называется симметричной?
________________________
- Назначение нулевого провода.
________________________
Построить в масштабе векторную диаграмму цепи при несимметричной нагрузке с нулевым проводом.
Лабораторная работа №13
Тема: Моделирование электрических цепей несинусоидального тока.
Цель: Выполнить разложение в ряд Фурье и построить спектральные характеристики периодического несинусоидального сигнала.
Схема:
РИС.1
Порядок выполнения работы: