Программа домашней подготовки

Министерство образования и науки Российской Федерации

Новосибирский Государственный технический университет

______

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

и ЭЛЕКТРОНИКА

Методическое руководство

к лабораторным работам

часть 1

Новосибирск

2012г.

Составители: В.В Богданов. Н.П. Савин, . В.С. Чуркин.

Рецензент: канд. техн. наук, доц. Ю.В. Петренко

Работа подготовлена на кафедре общей электротехники

ПРЕДИСЛОВИЕ

Дисциплина «Электротехника и основы электроники» является общеинженерной для ряда неэлектротехнических специальностей.

В процессе изучения курса студенты должны получить навыки расчета электрических цепей: выбрать рациональный метод анализа или расчета; построить диаграмму; проверить правильность расчета.

Программой курса предусмотрены: лекции, лабораторные занятия, выполнение и защита РГЗ.

В настоящем руководстве приведены все лабораторные работы, необходимые для изучения первой части курса с соответствующими методическими указаниями.

ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА РАБОТЫ

В ЛАБОРАТОРИИ

1. Лабораторные работы начинаются в установленное расписанием время. Входить в лабораторию после звонка без разрешения преподавателя запрещается.

2. Прежде чем приступить к выполнению лабораторных работ, студенты в обязательном порядке проходят инструктаж по технике безопасности и расписываются в журнале преподавателя.

3. Каждый студент перед началом очередной работы представляет протокол-заготовку с вычерченными в карандаше и по линейке схемами, таблицами измерений и необходимыми расчетными формулами.

4. Преподаватель, ведущий занятия в подгруппе, должен проверить степень подготовки каждого студента в бригаде. Если студент готов, то он допускается к выполнению лабораторной работы.

5. Все результаты измерений записываются в протокол, который предъявляется преподавателю для утверждения и подписи. Только после этого можно разбирать схемы.

ТРЕБОВАНИЕ К ОТЧЕТУ

Отчет о работе составляется каждым студентом и должен содержать:

· номер и наименование работы;

· цель работы;

· исследуемые схемы;

· таблицы измерений и вычислений;

· расчетные формулы и материалы расчета;

· графики, построенные по точкам, с указанием масштабов по осям.

Примечание: 1) графики строить на миллиметровой бумаге или на бумаге в клетку;

2) кривые, полученные экспериментально представляются на одном графике.

Подготовка к лабораторной работе

1. Изучить по лекциям и рекомендованной литературе указанные разделы.

2. Внимательно изучить описание к лабораторной работе: цель, методические указания.

3. Составить заготовку отчета.

4. При вычерчивании схем электрических цепей, пользоваться обозначениями, принятыми в учебных пособиях по ОЭ последних изданий.

5. Подготовить ответы на вопросы для самостоятельной проверки знаний.

После этого подготовку к работе можно считать законченной.

Лабораторная работа № 1

ИСCЛЕДОВАНИЕ

ЛИНЕЙНОЙ РЕЗИСТИВНОЙ ЦЕПИ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Цель работы

Изучить методы экспериментального исследования распределения токов и потенциалов в разветвленной резистивной цепи при воздействии двух источников напряжения постоянного тока.

Объект и средства исследования

Исследуемая электрическая цепь собирается из элементов, расположенных на панели стенда. К ним относятся резисторы R₁, R₂, R₄ и два источника Е₁ и Е_{2 .}

Посредством переключателей (тумблеров) источники питания могут устраняться из электрической цепи. Для измерения токов используются электронные миллиамперметры. Величины сопротивления резисторов, напряжения на элементах и потенциалы точек цепи замеряются цифровым мультиметром.

Рабочее задание

1. Цифровым мультиметром измерить величины сопротивления резисторов R₁, R_2, R₄, и напряжения на разомкнутых зажимах источников Е₁ и Е₂. Результаты измерений занести в табл. 1.1.

Таблица 1.1

R1	R2	R4	E1	E2
Ом	Ом	Ом	В	В

2. Собрать электрическую цепь по схеме рис. 1.1.

Подключить к цепи оба источника Е₁ и Е₂. Измерить токи I₁ и I_2, протекающие через резисторы R₁ и R₂; напряжения на источниках U_1-7, U_5-7. Вычислить по результатам измерений внутренние сопротивления источников Е1 и Е2 R₀₁ и R₀₂. Результаты измерений и вычислений занести в табл. 1.2.

Таблица 1.2

I1	I2	R01	U1-7	U5-7	R02
А	А	Ом	В	В	Ом

3. Приняв за базисный потенциал j₄ и, считая его потенциал j₄ равным нулю, измерить потенциалы всех остальных пронумерованных точек. Результаты измерений и расчёта занести в табл. 1.3.

Таблица 1.3

j1, В	j3, В	j5, В	j7, В	I1, А	I2, А	I4, А

4. Для внешнего контура схемы (рис. 1.1), используя результаты табл. 1.3, построить потенциальную диаграмму.

5. Исключая из схемы (рис. 1.1) посредством тумблеров поочередно источники Е₂ и Е₁, измерить частичные токи через резисторы R₁ и R₂, обратить внимание на направления токов. Определить токи I₁ и I₂ при действии в цепи обеих источников питания.

Результаты опыта занести в табл. 1.4, проверить при этом принцип суперпозиции.

Таблица 1.4

Источники	I1, А	I2, А
Е1
Е2
Е1 и Е2

6.* Используя метод эквивалентного двухполюсника, определить ток в цепи 3-5 . Для этого параметры эквивалентного активного двухполюсника определить опытным путем (т.е. U_хх ветви 3–5) и R_вн относительно ветви 3–5).(см. метод. указ.).

Методические указания

1. Внутреннее сопротивление источника напряжения при известной величине его ЭДС (Е) может быть определено по величине напряжения на его зажимах U при каком-либо значении потребляемого тока I:

; .

2. По методу эквивалентного двухполюсника ток в выделенной ветви электрической цепи (рис. 1.2)

,

где Е_А – ЭДС эквивалентного генератора (E_A = U_xx);

– входное сопротивление эквивалентного пассивного двухполюсника. Экспериментально параметры двухполюсника определяются следующим образом: Е_А – путем измерения напряжения на разомкнутых зажимах 3-5;

где I_КЗ·А – ток короткого замыкания двухполюсника (измеряется при

R₂ = 0. Переключатель В3 переключить вверх. )

]

Программа домашней подготовки

По учебным пособиям и конспекту лекций изучить следующие вопросы:

1) правила составления уравнений по законам Кирхгофа и закону Ома для пассивной и активной ветвей;

2) принцип суперпозиции;

3) теорему об активном двухполюснике;

4) правила построения потенциальной диаграммы.

Контрольные вопросы

1. Какие электрические цепи называются линейными?

2. Дать определение пассивных и активных элементов и участков электрических цепей.

3. Как изменится вид потенциальной диаграммы, если за базисный потенциал принять другой узел?

4. Как определяется реальный ток в исходной схеме по принципу суперпозиции? Правило знаков.

5. Правило знаков при записи уравнений по второму закону Кирхгофа.

6. Сформулировать теорему об активном двухполюснике и пояснить на любой схеме.

7. Как экспериментально определяется R_вх пассивного двухполюсника (т.е. R_вн эквивалентного генератора)?

Лабораторная работа № 2

ИССЛЕДОВАНИЕ ПАССИВНОГО

ДВУХПОЛЮСНИКА

ПРИ ПИТАНИИ ОТ ИСТОЧНИКА