Инструкция по технике безопасности и правила поведения в компьютерном классе
Инструктаж по технике безопасности»
Цель работы: ознакомиться с устройством и возможностями стендов, изучить возможностей программ «Electronics Workbench», «Электроника», освоить инструкцию по технике безопасности и правилам поведения в лаборатории и в компьютерном классе.
Лабораторные стенды изучаются под руководством преподавателя.
Программы «Electronics Workbench» и «Электроника» обеспечивают возможность создания виртуальной лаборатории для проведения лабораторных работ по электротехнике и электронике.
Для построения схем в «Electronics Workbench - 5» щелчком левой мышью на пиктограмму полей компонентов открывается соответствующее поле элементов и выводится нужный элемент на рабочее поле. Щелчком левой мышью элементы соединяются между собой соединительными проводами. Щелчком левой мышью на выведенный на рабочее поле элемент открывается окно технических характеристик этого элемента. Элементы схем удаляются следующим образом: щелчок правой мышью – Delete – Да. После окончания работы корректно выключить компьютер.
Для построения схем в программе «Электроника» щелчком левой мышью на поле элементов выводится нужный элемент и соединительные провода на рабочее поле. Щелчком левой мышью на выведенный на рабочее поле элемент открывается окно технических характеристик этого элемента. Элементы схем удаляются в «Мусор». Программа закрывается левой мышью «Дверь».
Работа в программе «Электроника» имеет ряд особенностей. В этой программе предусмотрен выход элементов из строя (перегорают резисторы, происходит пробой конденсаторов и т.д.).
При проведении лабораторных работ необходимо помнить, что в цепь амперметры включаются последовательно, а вольтметры параллельно тому участку на котором измеряется напряжение.
И Н С Т Р У К Ц И Я
По технике безопасности при проведение работ
В лаборатории электротехники
Электрический ток представляет большую опасность для жизни человека, так ток в 100 мА вызывает паралич дыхания и сердца, т.е. смерть. Чтобы уберечь себя, окружающих людей, приборы и оборудование необходимо знать и строго соблюдать правила техники безопасности.
1. Перед выполнением курса лабораторных работ каждый учащийся должен пройти инструктаж и расписаться в журнале.
2. Строго воспрещается проводить включение и выключение рубильников и автоматов на пульте управление руководителей занятий.
3. Нельзя начинать собирать схемы, не убедившись, что с лабораторного стенда снято напряжение.
4. Запрещается проводить включение питания на лабораторном стенде без проверки электрической цепи и разрешения руководителя занятий.
5. Нельзя производить какие - либо пересоединения в электрической цепи при включенном напряжение
6. Запрещается производить на стенде какие – либо переключения, не относящиеся к лабораторной работе.
7. Запрещается оставлять без надзора электрическую цепь под напряжением, цепь должна быть включена только в период эксперимента.
8. Учащийся, нарушивший п.п 1,2,3,4,5,6. вне зависимости от того, правильно или неправильно собрана цепь, отстраняется от лабораторной работы и несет материальную ответственность за порчу оборудования и электроизмерительных приборов.
9. В случае неисправности оборудования и электроизмерительных приборов учащийся обязан немедленно сообщить об этом руководителю.
10. Категорически запрещается касаться руками открытых контактов, зажимов и других частей электрической схемы, находящихся под напряжением.
11. Категорически запрещается касаться руками и опираться руками на корпуса электроприборов, электромашин, реостатов, радиаторов труб системы отопления, вращающихся частей электромашин.
12. Запрещается во время лабораторной работы покидать свое рабочее место, ходить по лаборатории, делать переключения на других лабораторных стендах.
13. О предстоящей работе в лаборатории учащийся предупреждается не позднее, чем за два дня с тем, чтобы подготовиться к лабораторной работе.
14. Подготовленность учащегося к выполнению лабораторной работы проверяется преподавателем до начала работы. Учащиеся, не подготовленные, а также не представившие своевременно отчеты о выполнении предыдущей работы, к лабораторной работе не допускаются.
15. Пропущенные по уважительной причине работы выполняются по согласованию с руководителем занятий.
Инструкция по технике безопасности и правила поведения в компьютерном классе
· Во время занятий посторонние лица могут находиться в классе только с разрешения преподавателя.
· Перед началом работы необходимо:
убедиться в отсутствии видимых повреждений на рабочем месте, разместить на столе тетради, учебные пособия так, чтобы они не мешали работе на компьютере;
· При работе в компьютерном классе категорически запрещается:
находиться в классе в верхней одежде,
класть одежду и сумки на столы,
находиться в классе с едой и напитками,
располагаться сбоку или сзади от включенного монитора,
присоединять или отсоединять кабели,
трогать провода и разъемы,
передвигать компьютеры,
открывать системный блок,
пытаться самостоятельно устранять неисправности в работе аппаратуры,
перекрывать вентиляционные отверстия на системном блоке и мониторе,
класть книги, тетради и другие вещи на клавиатуру, дисплей и системный блок,
удалять или перемещать чужие файлы;
приносить и запускать компьютерные игры.
· Находясь в компьютерном классе, учащиеся обязаны:
соблюдать тишину и порядок,
выполнять требования преподавателя, инженера или лаборанта,
ЗанятиеТема лабораторного занятия
2 «Исследование свойств смешанного соединения резисторов»
2 часа
Цель работы: опытным путем проверить закон Ома для полной цепи, закон Ома для участка цепи, первый и второй законы Кирхгофа. Исследовать практическое применение закона Джоуля – Ленца.
I.Контрольные вопросы:
1.Какое соединение приемников называется смешанным?
2.Привести схему цепи со смешанным соединением потребителей.
3.Привести формулы для расчета мощности источника и потребителя.
4.Дать формулировку и привести математическую запись первого закона Кирхгофа.
5.Дать формулировку и привести математическую запись второго закона Кирхгофа.
6.Дать формулировку и привести математическую запись закона Ома для полной цепи.
7.Дать формулировку и привести математическую запись закона Ома для участка цепи.
8.Дать формулировку и привести математическую запись закона Джоуля – Ленца.
9.Объяснить устройство и назначение предохранителей с плавкой вставкой.
II.Выбор приборов и оборудования:
Таблица 2.1 - Приборы и оборудование
| N п/п | Наименование прибора или др. оборудования | Тип | Количество | Технические характеристики |
III.Порядок выполнения работы:
1.Открыть файл «Электроника».
2.Выбрать оборудование к лабораторному занятию и заполнить таблицу 2.1 (Rист ≠ 0).
3.Собрать цепь смешанного соединения приемников рис.4.1.
Рисунок 2.1 - Смешанное соединение приемников
4.Измерить токи и напряжения на участках и всей цепи. Результаты измерений занести в таблицу 2.2.
Таблица 2.2 - Данные наблюдений и вычислений
| № п.п | Выбранные параметры | Измерение | Расчет | ||||||||||||
| Е, В | R1, Ом | R2, Ом | R3, Ом | I3, A | I2, A | I = I1, A | U1, B | U2, B | U3, B | U, B | Р1, Вт | Р2, Вт | Р3, Вт | Р, Вт | |
5.Вычислить мощность каждого приемника и всей цепи, результаты вычислений занести в таблицу 2.2.
6.Проверить баланс мощности в цепи.
7.Проверить первый закон Кирхгофа для любого из узлов.
8.Проверить второй закон Кирхгофа для контура E - R1 - R2 – E.
9.Проверить закон Ома для полной цепи.
10.Проверить закон Ома для любого из участков цепи.
11.Вынести на монтажное поле нагревательный элемент, ознакомиться с его характеристиками:
Uраб =
Р =
12.Качественно оценить работу нагревательного элемента при U < Uраб,
U = Uраб, U > Uраб
IV. Сделать выводы по проделанной работе:
V. Оценка проделанной работы:
Занятие Тема практического занятия
3 «Расчет цепи постоянного тока методом
2 часа свертывания»
Цель работы: научиться на практике применять законы Ома и Кирхгофа, рассчитывать простые цепи.
I. Контрольные вопросы:
1.Пояснить суть метода свертывания.
2.Пояснить способы проверки правильности расчета цепей.
3.Привести математическую запись законов Ома и Кирхгофа:
- закон Ома для участка цепи,
- первый закон Кирхгофа,
- второй закон Кирхгофа
4.Указать единицы измерения:
силы тока -
напряжения -
сопротивления –
проводимости -
электрической мощности -
электрической энергии –
5.Привести формулу для расчета энергии, потребляемой электрической цепью.
W =
II. Порядок выполнения работы:
1.В соответствии со своим вариантом выбрать схему цепи, рис.3.1.
2.Параметры элементов цепи и напряжение питания цепи выбрать, в соответствии со своим вариантом, из таблицы 3.1.
3.Определить силу тока, питающую цепь.
Таблица 3.1 - Параметры элементов цепей
| Вариант № | R1, Ом | R2, Ом | R3, Ом | R4, Ом | R5, Ом | Uвх,В | Схема № |
| 0,8 | |||||||
Рисунок 3.1 - Простые электрические цепи
III.Расчет цепи:
IV. Выводы по проделанной работе:
V. Оценка проделанной работы:
Занятие Тема лабораторного занятия
4 «Исследование цепи с последовательным
2 часа соединением резистора и конденсатора»
Цель работы: исследовать неразветвленную цепь при постоянном и переменном синусоидальном токе, уяснить различия в работе цепей.
I.Контрольные вопросы:
1.Пояснить устройство конденсаторов.
2.Дать определение емкости конденсатора.
3.Привести формулу зависимости емкости конденсатора от заряда на его обкладках и приложенного напряжения.
С =
4.Пояснить процессы, проходящие в цепи при подключении конденсатора к источнику постоянного тока и переменного тока.
5.Привести формулу зависимости реактивного сопротивления конденсатора от емкости и частоты питающего тока.
XC =
6.Построить векторную диаграмму для цепи с конденсатором.
П. Выбор приборов и оборудования:
Таблица 4.1 - Приборы и оборудование
| N п/п | Наименование оборудования | Количество | Технические характеристики |
Ш.Порядок выполнения работы:
1.Открыть файл WB, выбрать оборудование к лабораторной работе, заполнить таблицу 4.1.
2.Собрать цепь в соответствии со схемой (рис. 4.1), установить параметры элементов цепи т.о., чтобы их электрические сопротивления были соизмеримы, приборы в цепи переменного тока работают в режиме АС.
Рисунок 4.1. - Неразветвленная цепь с резистором и конденсатором
3.Произвести измерения тока и напряжений и заполнить таблицу 6.2.
Таблица 4.2 - Данные наблюдений
| № п/п | I,A | UR,В | UC,В | U,В |
4.Построить векторную диаграмму цепи:
М
1см ÷ А
1см ÷ В
Рисунок 4.2 - Векторная диаграмма цепи последовательного соединения резистора и конденсатора
5.Произвести расчет сопротивлений и мощностей в цепи, результаты расчетов занести в таблицу 4.3.
Таблица 4.3 – Данные вычислений
| № п/п | R , Ом | X , Ом | Z, Ом | P, Вт | Q , вар | S, ВА |
7.Привести формулы расчета мощностей и сопротивлений.
8.Подключить цепь к источнику постоянного тока, заполнить таблицу 4.4.
Таблица 4.4 - Данные наблюдений
| № п/п | I,A | UR,В | UC,В | U,В |
IV.Выводы по проделанной работе:
V.Оценка проделанной работы:
ЗанятиеТема лабораторного занятия
5 «Повышение коэффициента мощности цепи»
2 часа
Цель работы: исследовать влияние емкости конденсатора на коэффициент мощности цепи, определить оптимальное значения емкости конденсатора.
I.Контрольные вопросы:
1.Дать определение коэффициента мощности цепи
2.Привести формулу расчета коэффициента мощности
3.Привести схему включения компенсационного конденсатора
4. Привести формулы: режим недокомпенсации;
полная компенсация;
режим перекомпенсации
5.Привести формулу емкости для полной компенсации
П.Приборы и оборудование:
Таблица 5.1 - Приборы и оборудование
| N п/п | Наименование оборудования | Количество | Технические характеристики |
Ш.Порядок выполнения работы:
1.Собрать электрическую цепь в соответствии со схемой рисунок 5.1.
| 1AaaaAA1aAaAAA1 aaaaaAA1 фaФф |
Рисунок 5.1. – Схема исследования коэффициента мощности
2.Изменяя емкость конденсатора, создать условие недокомпенсации XL > XC, полной компенсации XL = XC, перекомпенсации XL < XC, заполнить таблицу 5.2
Таблица 5.2
| №п/п | Измеренные величины | Расчет | |||||||||||
| I,А | I1,А | I2,А | UR,В | UL,В | UC,В | XL, Ом | XC, Ом | P Вт | Q вар | S ВА | cos φ | С, мкФ | |
Расчетные формулы:
IV.Выводы по проделанной работе:
V.Оценка проделанной работы:
Занятие Тема практического занятия
6 «Расчет цепи переменного тока»
2 часа
Цель работы: освоить векторный метод расчета цепей переменного тока.
I.Контрольные вопросы:
1.Пояснить назначение векторных диаграмм.
2.Привести формулу зависимости емкостного сопротивления от частоты и емкости.
XC =
3.Привести формулу зависимости индуктивного сопротивления от частоты и индуктивности.
XL =
5.Привести формулы расчета полного сопротивления цепи.
Z =
6.Привести формулы расчета коэффициента мощности цепи.
сos φ =
7.Привести формулы расчета активной мощности и единицу ее измерения.
Р =
8.Привести формулы расчета реактивной мощности и единицу ее измерения.
Q =
9.Привести формулы расчета полной мощности и единицу ее измерения.
S =
10.Какое практическое значение имеет повышение коэффициента мощности в электроустановках переменного тока?
II. Порядок выполнения работы:
1.В соответствии со своим вариантом выбрать схему цепи (рис. 6.1).
2.Определить следующие величины, относящиеся к данной цепи, если они не заданы в таблице 6.1: 1)Полное сопротивление Z; 2)Напряжение U, приложенное к цепи; 3)Силу тока I; 4)Угол сдвига фаз φ (по величине и знаку); 5)Активную Р, реактивную Q и полную S мощности цепи.
3.Начертить в масштабе векторную диаграмму цепи и пояснить ее построение.
4.С помощью логических рассуждений пояснить характер изменения (увеличится, уменьшится, останется без изменения) тока и угола сдвига фаз (по величине и знаку) при уменьшении частоты тока в два раза. Напряжение, приложенное к цепи, считать неизменным.
Таблица 8.1 – Параметры элементов цепей
| Номер варианта | Номер рисунка | R1, Ом | R2, Ом | XL1, Ом | XL2, Ом | XС1, Ом | XС2, Ом | Дополнительный параметр |
| QL= 24 вар | ||||||||
| U = 40 B | ||||||||
| I = 0,5 A | ||||||||
| PR1 = 150 Вт | ||||||||
| S = 36 BA | ||||||||
| I =2 A | ||||||||
| P=200 Вт | ||||||||
| U=80 В | ||||||||
| I = 1 A | ||||||||
| Q = 192 вар | ||||||||
| U = 50 B | ||||||||
| I = 2A | ||||||||
| UR1 = 20 B | ||||||||
| S = 320 BA | ||||||||
| P = 400 Вт | ||||||||
| S = 160 BA | ||||||||
| I = 4 A | ||||||||
| P = 54 Вт | ||||||||
| S = 180 BA | ||||||||
| P = 250 Вт | ||||||||
| I = 5 A | ||||||||
| P = 24 Вт | ||||||||
| S = 250 BA | ||||||||
| QL1= 80 вар | ||||||||
| Q = 64 вар | ||||||||
| U = 40 В | ||||||||
| UС1 = 60 В | ||||||||
| Q = 75 вар | ||||||||
| UR2 = 24 B | ||||||||
| QС1 = 16 вар |
Рисунок 8.1 - Неразветвленные цепи переменного тока
III.Расчет цепи:
IV.Выводы по проделанной работе:
V.Оценка проделанной работы:
ЗанятиеТема лабораторного занятия
7 «Исследование трехфазной цепи при
2 часа соединении потребителей звездой»
Цель работы: убедиться в правильности основных соотношений между фазными и линейными токами и напряжениями при соединении потребителей звездой, выявить роль нулевого провода.
I.Контрольные вопросы:
1.Дать определение трехфазной цепи.
2.Дать определение линейного напряжения.
3.Дать определение фазного напряжения.
4.Привести уравнение связи между линейным и фазным напряжением.
5.Привести уравнение связи между линейным и фазным током.
6.Привести определение симметричной (равномерной) нагрузки.
7.Чему равен ток в нулевом проводе при симметричной нагрузке?
8.Как определяется ток в нулевом проводе при несимметричной нагрузке?
I0 =
9.Пояснить роль нулевого провода в трехфазных цепях.
I.Выбор приборов и оборудования:
Таблица 7.1 – Приборы и оборудование
| N п/п | Наименование прибора или др. оборудования | Тип | Количество | Технические характеристики |
II.Порядок выполнения работы:
1.Открыть файл «WB - 5», выбрать элементы цепи, заполнить таблицу 7.1.
Установить э.д.с. источников одинаковой амплитуды, частоты, но сдвинутых по фазе т.о. φА = 00, φВ = 1200, φС =2400. Ток измерять амперметром в режиме АС, напряжение мультиметром.
2.Собрать цепь в соответствии с рисунком 7.1. Вид нагрузки (резисторы, конденсаторы, катушки) студентами выбирается самостоятельно.
Рисунок 7.1 – Соединение трехфазной нагрузки звездой
3.Установить симметричную (равномерную) нагрузку.
4.Сделать соответствующие измерения токов и напряжений, заполнить таблицу 7.2.
5.Оборвать нулевой провод, сделать соответствующие замеры токов и напряжений, заполнить таблицу 7.2.
6.Поизвести обрыв одной из фаз, произвести замеры, заполнить таблицу 7.2.
Таблица 7.2 – Данные наблюдений
| № п/п | Нагрузка | IA, A | IB, A | IC, A | IO, A | UA, B | UB, B | UC, B | UAB, B | UBC, B | UCA, B | UO, B |
| Равномерная с нулевым пр. | ||||||||||||
| Равномерная, обрыв нулев. провода | ||||||||||||
| Равномерная обрыв фазы | ||||||||||||
| Неравномерная с нулевым пр. | ||||||||||||
| Неравномерная, обрыв нулев. провода |
5.Установить неравномерную нагрузку, произвести замеры соответствующих токов и напряжений, заполнить таблицу 7.2.
6.Произвести обрыв нулевого провода, сделать соответствующие замеры, заполнить таблицу 7.2.
IV.Выводы по проделанной работе:
V.Оценка проделанной работы:
Занятие Тема практического занятия:
8 «Изучение работы комбинированных приборов»
2 часа
Цель работы:
1.Изучить устройство комбинированных приборов.
2.Научиться безошибочно выбирать положения переключателей, соответствующих роду измеряемой величины, определять и выставлять нужный предел измерения, строку шкалы, по которой производится отчет, цену деления и осуществлять измерения.
I.Контрольные вопросы:
1.Для чего предназначены комбинированные приборы?
2.Как определить шкалу отчета измеряемой величины?
3.Почему класс точности измерения переменных величин стрелочных приборов ниже, чем постоянных?
4.Дайте определение равномерной и неравномерной шкалы.
5.Какой предел измерения устанавливают, если неизвестна измеряемая величина?
6.Для чего служит регулятор «Уст О»?
7.Когда и как подключают наружную батарею?
8.Что необходимо сделать при возникновение на дисплее цифрового прибора «1»?
9.Как определяется наибольшая возможная погрешность цифрового прибора?
10.Как определяется наибольшая возможная погрешность стрелочного прибора?
II.Приборы и оборудование:
Таблица 8.1
| N п/п | Наименование прибора или др. оборудования | Тип | Количество | Технические характеристики |
III.Порядок выполнения работы:
1.Ознакомиться с оборудованием, выданным для выполнения работы. Заполнить табл.8.1.
2.По паспорту прибора ознакомиться с особенностями, характеристиками и работой цифрового мультиметра.
3.Ознакомиться с устройством стрелочного комбинированного прибора, назначением и размещением органов управления и отчета, расшифровать условные обозначения на панели прибора:
4.Изобразить лицевую панель комбинированного стрелочного прибора, указать назначение органов управления прибором:
5.Выбрать 3 разных предела измерения постоянного тока и напряжения, заполнить таблицу 8.2.
Таблица 8.2
| N п/п | Пределы измерения | Цена деления | Класс точности | Характер шкалы | ||
| по току | по напряжению | по току | по напряжению | |||
| I,A | U,B | C,A/дел | C,В/дел | |||
6.Выбрать 3 разных предела измерения переменного тока и напряжения, заполнить таблицу 8.3.
Таблица 8.3
| N п/п | Пределы измерения | Цена деления | Класс точности | Характер шкалы | ||
| по току | по напряжению | по току | по напряжению | |||
| I,A | U,B | C,A/дел | C,В/дел | |||
7.Указать пределы измерения сопротивлений, заполнить таблицу 8.4.
Таблица 8.4
| N п/п | Пределы измерения | ||
| Ом | кОм | МОм | |
8.Произвести измерение постоянного или переменного напряжения цифровым и стрелочным приборами на разных пределах. Заполнить таблицу 10.5.
Таблица 8.5
| N п/п | Измерение цифровым прибором | Измерение стрелочным прибором | γнаиб.возм.,% цифрового пр. | γнаиб.возм.,% стрелочного пр. | ||
| Предел | Измеренная величина | Предел | Измеренная величина | |||
IV.Выводы по проделанной работе:
V.Оценка проделанной работы:
Занятие Тема лабораторного занятия
9 «Исследование работы полупроводникового диода»
2 часа
Цель работы: построить вольт – амперную характеристику диода при прямом включении.
I.Контрольные вопросы:
Цель работы: построить вольт – амперную характеристику диода при прямом включении.
I.Контрольные вопросы:
1.Что называют р – n переходом?
2.Почему возникают объемные заряды в области р – n перехода?
3.Как подключить источник питания к р – n переходу, чтобы через него протекал прямой ток?
4.Как подключить источник питания, чтобы переход был закрыт?
5.Что называют полупроводниковым диодом?
6.Для чего применяются выпрямительные диоды?
7.Приведите основные параметры диодов:
II. Выбор приборов и оборудования:
Таблица 9.1 – Приборы и оборудование
| N п/п | Наименование прибора или др. оборудования | Тип | Количество | Технические характеристики |
III.Порядок выполнения работы:
1.Открыть файл «WB». Ознакомиться с оборудованием к лабораторной работе, выбрать диод KD102А, установить сопротивление резистора 1кОм, силу тока измерять амперметром в режиме АС, напряжение измерять мультиметром. Заполнить таблицу 9.1.
2.Собрать цепь для снятия вольт – амперной характеристики диода (рис.9.1).
Рисунок 9.1 - Цепь для снятия вольт – амперной характеристики диода
3.Изменяя э.д.с. источника питания, измерить ток цепи и напряжение на диоде, результаты измерений занести в таблицу 9.2.
Таблица 11.2 – Результаты наблюдений
| Е,В | 0,5 | 1,0 | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | 7,0 | 10,0 | |
| U,В | |||||||||
| I,А |
4.Построить ВАХ диода при прямом включении
I = f (U)
М
1см ÷ А
1см ÷ В
Рисунок 9.2 - ВАХ диода
4.Используя различные участки ВАХ, определить статическое сопротивление диода. На ВАХ отметить участки, на которых измеряли сопротивление, привести формулы расчета сопротивлений.
5.Результаты расчетов занести в таблицу 9.3.
Таблица 9.3 – Результаты расчетов
| N п/п | U,В | I,А | Rx, Ом |
V. Выводы по проделанной работе:
V.Оценка проделанной работы:
Занятие Тема практического занятия
10 «Исследование работы схем автоматического управления»
2 часа
Цель работы: объяснить работу схемы автоматического управления технологическим процессом