Лабораторно-практическое занятие №2

Министерство образованияРоссийской Федерации

--------------------------------------------------------------------------------------

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

( технический университет )

------------------------------------------------------------------------

ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ

Лабораторно-практические занятия

По дисциплине

"Электротехника и электроника"

(Раздел III)

Под ред.

Москва Издательство МЭИ 1999

УДК

621.38

Л 125

УДК: 621.38(076.5)

Утверждено учебным управлением МЭИ

Авторы:

Князьков О.М., Комаров Е.В.,Рослякова Е.И., Соколов В.Б.

Рецензент доцент, к.т.н. Сильванский И.В.

Подготовлено на кафедре Электротехники и интроскопии.

Сборник содержит руководство к основным лабораторно-практическим занятиям (ЛПЗ) и предназначен для студентов всех специальностей ЭнМФ,ТЭФ,ПТЭФ и ЭФФ.

Лабораторно-практические занятия проводятся на универсальных стендах, оборудованных ПЭВМ, в лаборатории электроники кафедры электротехники и интроскопии.

Во введении дано краткое описание стенда, характеристика измерительных приборов, указан порядок выполнения работы , а так же основные требования по технике электробезопасности.

ãМосковский энергетический институт, 1999

В В Е Д Е Н И Е

Лабораторно-практические занятия (ЛПЗ), проводимые в лаборатории электроники, дают навыки в обращении с некоторвыми основными устройствами, применяемыми в автоматике, а также в современной информационно-измерительной и вычислительной технике . Эксперимент сопровождается простыми расчетными заданиями, помогающими усвоить основные принципы работы исследуемых объектов, упростить и сократить время выполнения латораторного задания. Эксперимент расширяетсяи дополняется моделированием на ПЭВМ.

Порядок работы в лаборатории электроники

1. Студенческая группа разбивается на 8 бригад по 2-3 человека в бригаде. Номер бригады соответствует номеру стенда и сохраняется в течение всего семестра.

2. Каждое ЛПЗ состоит из нескольких обязательных частей:

a) подготовка к занятию ( изучение теоритических положений, выполнение рекомендованных расчетов, заготовка протокола каждым из студентов );

b) сдача каждым студентом коллоквиума, за который проставляется оценка;

c) выполнение эксперимента, подтверждающего или дополняющего расчет. (Звездочкой (*) помечены пункты задания, выполняемые факультативно.);

d) обсуждение и формулирование выводов по результатам ЛПЗ.

3. Программа ЛПЗ может быть выполнена за 2 часа только при условии тщательной предварительной подготовки к занятию.Каждый студент составляет протокол, который служит основным документом при допуске к занятию. Студент может приступить к выполнению эксперимента только при наличии письменного подтверждения преподавателем допуска на титульном листе.

4. По окончании эксперимента студенты, не разбирая схему, предъявляют результаты преподавателю, который отмечает выполнение ЛПЗ в журнале и протоколе.

5. Студент, пропустивший или не выполнивший ЛПЗ до конца, выполняет его на дополнительном занятии при наличии отметки о сдаче коллоквиума преподавателю на титульном листе протокола.

Правила электробезопасности в лаборатории электроники

Перед началом выполнения работ студенты проходят инструктаж по технике безопасности и расписываются в соответствующем бланке.

Лабораторные установки являются действующими электроустановками и при определенных условиях могут стать источником поражения электрическим током. Установлено, что электрический ток при величине 0,05 А опасен, а при 0,1 А смертелен. Напряжение даже в несколько десятков вольт ( 40-60 В) может при неблагоприятном стечении обстоятельств вызвать опасность поражения электрическим током. Прежде, чем приступить к сборке схемы, убедитесь, что источники питания отключены ( сигнальные лампы источников не горят ), а ручки регулировки напряжения источников питания установлены в позиции "нуль". Убедитесь в исправности изоляции соединительных проводов.

Категорически воспрещается :

1. Включать источники питания без разрешения преподавателя.

2. Пользоваться проводами без наконечников.

3. Прикасаться к неизолированным частям стенда.

4. Оставлять без присмотра включенный стенд.

5. Разбирать цепи и производить переключения под напряжением.

Описание лабораторного стенда

Все ЛПЗ выполняются на едином универсальном стенде, оборудованном генератором низкочастотных сигналов ГЗ-36А, осциллографом С1-77, двумя цифровыми мультиметрами ВР-11А, двумя комбинированными цифровыми приборами Щ 4300. На стенде имеется съемная панель, сменяемая в зависимости от содержания работы. На панели располагается элементная база, необходимая для выполнения конкретной работы. Соединения между элементами осуществляется с помощью гибких проводов, находящихся у лаборанта. Подключение панели к источнику питания осуществляется с помощью тумблера, соответствующего необходимому при выполнении конкретной лабораторной работы источника питания, расположенного в нижней правой части стенда.

Лабораторнно-практическое занятие №1

НЕУПРАВЛЯЕМЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ

Цель работы

Изучение принципа действия и основных характеристик неуправляемых выпрямителей при резистивной нагрузке.

Объект исследования

Исследуются два однофазных неуправляемых выпрямителя : однополупериодный и двухполупериодный мостовой без фильтра и с емкостным фильтром. Нагрузкой выпрямителя является переменный резистор R_Н ( рис.1.1 ).

Таблица 1.1

_{Тип диода}	_{Uпр,ср (В)}	_{Iпр,ср (мА)}	_Uобр,max_(В)
_{КД 105Б}	₁	₃₀₀	₄₀₀
_{КД 106А}	₁	₃₀₀	₁₀₀
_{КД 202Д}	₁	₅₀₀₀	₁₀₀
_{КД 217Б}	_1,3	₁₀₀₀	₂₀₀

Постоянное напряжение на нагрузке U_Н,СРи переменное напряжение на вторичной обмотке трансформатора измеряются мультиметром ВР-11А, постоянная составляющая тока - цифровым прибором Щ 4300.

На панелях установлены кремниевые выпрямительные диоды, сведения о которых приведены в табл.1.1 , где I_ПР,СР – допустимый прямой ток диода, U_ПР,СР – среднее прямое напряжение, U_ОБР,_MAX – наибольшее обратное напряжение диода.

Подготовка к занятию

1. Изучить раздел "Источники вторичного электропитания", §§ 5.1,5.2 ( однофазные

выпрямители) , § 5.3 ( емкостные фильтры ), § 5.4 [1].

2. Начертить схемы однополупериодного и мостового выпрямителей без фильтра, а

также мостового выпрямителя с С-фильтром. На схемах покажите приборы для снятия внешних характеристик.

3. Для однополупериодного или мостового ( в зависимости от задания в таблице) выпрямителя без фильтра и с С-фильтром рассчитайте :

— выпрямленное напряжение на нагрузочном резисторе U_Н,СР;

— выпрямленный ток I_Н,СР;

— максимальное обратное напряжение на диоде U_ОБР,_MAX .

Фильтр считать идеальным. Исходные данные для расчета приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2

Номер бригады	Тип диода	Тип выпрямителя	R_Н [Ом]	U₂ [В]
1.	КД 106А	Однополупериодный
2.	КД 202Д	Двухполупериодный
3.	КД 106А	Двухполупериодный
4.	КД 105Б	Двухполупериодный
5.	КД 106А	Однополупериодный
6.	КД 202Д	Однополупериодный
7.	КД 106А	Двухполупериодный
8.	КД 105Б	Двухполупериодный
9.	КД 202Д	Однополупериодный
10.	КД 217Б	Однополупериодный

4. По таблице 1.1 проверьте соответствие диода, который установлен в Вашем варианте выпрямителя, результатам расчета.

5. Запишите значения коэффициентов пульсаций в однополупериодном и двухполупериодной схемах без фильтра.

6. Заготовьте таблицы для записи результатов измерений.

Содержание занятия

1. Исследуйте выпрямители: одиополупериодный и мостовой без фильтра, а также мостовой с емкостным фильтром.

Для каждого из выпрямителей снимите внешнюю характеристику и зарисуйте осциллограмму напряжения на нагрузке для Rнагр.max.

По результатам эксперимента постройте на одном рисунке три внешние характеристики.

2. Для мостового выпрямителя без фильтра рассчитайте по его внешней характеристике эквивалентное внутреннее сопротивление Rвн.

3. Для мостового выпрямителя с С-фильтром определите с помощью осциллографа коэффициент пульсаций р.

4*. (По усмотрению преподавателя). Снимите внешнюю характеристику и рассчитайте коэффициент пульсации p для RС-фильтра.

Все внешнии характеристики (п.1 и п.4) привести в одних осях координат.

Методические указания

Коэффициент пульсаций напряжения на нагрузке p=Um₍₁₎/U_Н,_СР

Среднее значение напряжения Uн.ср измеряется мультиметром. Амплитуда переменной составляющей напряжения Um₍₁₎определяется приближенно по осциллограмме

Um₍₁₎=m_u*∆/2

где m_u —масштаб по вертикали, ∆—расстояние по вертикали между крайними положениями луча, рис. 1.2.

Измерения Um₍₁₎проводить при закрытом входе осциллографа, при этом постоянная составляющая напряжения не влияет на положение луча.

Лабораторно-практическое занятие №2