Панель предназначена для вывода на компьютер напряжений из двух различных точек исследуемой цепи с целью их последующей обработки и анализа с помощью различных программ ПК.
Соединение входов А и Б, расположенных на панели №6 генераторно-измерительного модуля, с ПК производится экранированным проводом (расположен на задней панели модуля) через штекер-соединитель, применяемый для подключения стереофонической аппаратуры к звуковой карте ПК.
Для защиты ПК от высоких входных напряжений, производится их понижение в 10 раз (по входу «1:1») и в 100 раз (по входу «1:10»).
Входные сопротивления:
по входу 1:1 - 100 кОм ;
по входу 1:10 - 1 МОм .
Нижние входы всех измерительных приборов стенда являются заземленными, что показано значком заземления у этих входов на панели стенда. Поэтому они позволяют измерять только напряжения между узлом, с которым соединен верхний вход прибора и заземленными узлами стенда.
Так как все обозначенные знаком заземления входы приборов и устройств стенда соединены между собой внутри стенда, то обычно не требуется выполнять соответствующих соединений внешними проводами. Это упрощает сборку цепей на стенде.
ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
ПО ПОДГОТОВКЕ, ВЫПОЛНЕНИЮ И ОФОРМЛЕНИЮ
ОТЧЕТОВ ПО ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ
Лабораторные занятия являются составной частью учебного курса «Теоретические основы электротехники».
Они ставят своей целью:
– содействовать лучшему усвоению содержания курса ТОЭ;
– обучать методике и технике электротехнического лабораторного эксперимента;
– научить студентов правильному истолкованию результатов экспериментов на основе полученных теоретических знаний, как с количественной, так и с качественной стороны.
Подготовка к лабораторной работе
При подготовке к лабораторной работе студент, ознакомившись с соответствующим описанием, должен:
1) заготовить бланк отчёта по лабораторной работе с необходимыми таблицами и схемами;
2) выполнить домашнюю подготовку к работе и включить её в бланк отчёта;
3) четко представлять методику сборки схемы и эксперимента.
Выполнение лабораторной работы
До начала проведения экспериментальной части лабораторной работы каждый студент проходит собеседование с преподавателем. После собеседования студент получают разрешение преподавателя приступить к сборке электрической схемы. Проверка схемы производится преподавателем или лаборантом, после чего дается разрешение на подключение к схеме источника напряжения. После окончания экспериментальной части работы, студенты, не разбирая схемы, производят необходимые расчеты, заполняют соответствующие таблицы, строят необходимые кривые, векторные диаграммы и т.д. Убедившись в полном выполнении объема работы, а также в правильности полученных данных, преподаватель разрешает разобрать схему.
Оформление отчетов по лабораторным работам
Подробное содержание отчета приведено в руководстве к каждой работе. Отчет должен иметь титульный лист, на котором указывается наименование института и кафедры, номер и наименование работы, фамилия и инициалы студента, номер группы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: Учеб. – 11 изд. – М.: Гардарики, 2001. – 638 с.
2. Теоретические основы электротехники: в 3-х т. Учебник для вузов.
Том 1. – 4-е изд. / К. С. Демирчян, Л. Р. Нейман, Н. В. Коровкин, В. Л. Чечурин. – СПб.: Питер, 2003. – 463 с.
3. Основы теории цепей. / Г. В. Зевеке, П. А. Ионкин, А. В. Нетушил. – М.: Энергия, 1989. – 529 с.
4. Теоретические основы электротехники: Сб. задач с решениями. Пособие для студентов вузов по направлению “Электроэнергетика”, 3-е изд., перераб. и доп. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2005. – 253 с.
Лабораторная работа №1
ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА
Цель работы
Экспериментальное исследование соотношений для токов и напряжений электрических цепей синусоидального тока с катушкой индуктивности и ёмкостью.
Краткая теория
В однофазных электрических цепях в большинстве случаев действует ЭДС, изменяющаяся по синусоидальному закону.
,
где 
- мгновенное значение ЭДС,
- амплитудное значение,
- угловая частота,
- частота,
- начальная фаза,
Токи и напряжения в таких цепях также синусоидальны:
;
.
Фазовый сдвиг между напряжением и током:
.
Наряду с мгновенным и амплитудным используется понятие о среднеквадратичном (действующем) значении переменного тока, а также напряжения, ЭДС.
.
Физический смысл действующего значения синусоидального тока состоит в следующем: это такое значение постоянного тока, который за время, равное периоду синусоидального тока в некотором сопротивлении R выделяет такое же количество тепла что и синусоидальный ток.
Действующее значение синусоидального тока можно определить через его амплитудное значение:
.
В большинстве случаев расчёт цепей синусоидального тока производят комплексным методом. Он позволяет осуществить переход от тригонометрических уравнений к алгебраическим, составленным относительно комплексов тока и напряжения.
Известно, что синусоидально изменяющаяся величина может быть условно (символически) представлена в виде комплексного числа 
. Это лежит в основе замены синусоидальных функций вращающимися векторами на комплексной плоскости (рис. 1).
Рис. 1
Проекция вектора 
на мнимую ось для момента времени t:
.
Совокупность векторов, изображающих синусоидально изменяющиеся токи, напряжения, ЭДС некоторой электрической цепи, называется векторной диаграммой. Векторные диаграммы строятся для момента времени t = 0.
Анализ цепей синусоидального тока необходимо проводить с учётом следующих пассивных элементов: резисторов, катушек индуктивности и конденсаторов, которые характеризуются соответственно активным сопротивлением R, индуктивностью L (индуктивным сопротивлением 
) и ёмкостью C (ёмкостным сопротивлением 
). Комплексные сопротивления индуктивности и ёмкости соответственно можно найти как
; 
.
Реальная катушка индуктивности обладает существенным электрическим сопротивлением и может быть представлена эквивалентной схемой, состоящей из последовательно включенных индуктивности 
и активного сопротивления Rk (рис. 2). Векторная диаграмма для такой катушки приведена на рис. 3.
Рис. 2 Рис. 3
Ток в цепи (рис. 4, рис. 5), состоящей из последовательно соединённых элементов, находиться по закону Ома
,
где Z – входное комплексное сопротивление цепи, равное сумме сопротивлений отдельных её элементов:
Рис. 4 Рис. 5
Для схемы рис. 4 
;
для схемы рис. 5 
.
3. Задание для самостоятельной подготовки
3.1. По литературе [1] или [2] ознакомьтесь с теорией цепей однофазного синусоидального тока. Необходимо освоить расчёты в комплексной форме, перевод комплексных величин из алгебраической формы в показательную и обратно, построение векторных диаграмм токов и напряжений. Примеры расчета простейших схем приведены в [4].
3.2. Рассчитать величину индуктивности L, если индуктивное сопротивление 
на частоте 
=50 Гц равно 10 Ом. Чему будет равно индуктивное сопротивление рассматриваемой индуктивности на частоте =100 кГц?
3.3. На частоте =100 кГц для последовательного соединения индуктивности предыдущего п.3.2 и резистора R = 35 Ом рассчитать комплексное сопротивление. Запишите результат в алгебраической и показательной формах.
3.4. Рассчитать мгновенное значение тока в этой цепи (п.3.3), если к ней приложено напряжение 
В. Постройте векторную диаграмму.
3.5. Рассчитать величину ёмкости, если ёмкостное сопротивление 
на частоте =20 кГц равно 25 Ом. Чему будет равно сопротивление этой ёмкости на частоте 400 кГц?
3.6. Для последовательного соединения ёмкости предыдущего п.3.5 и резистора R = 150 Ом рассчитать комплексное сопротивление, полное сопротивление и аргумент комплексного сопротивления, его активную и реактивную составляющие на частоте 10 кГц.
3.7. Рассчитать (схема рис. 4) величины токов и напряжений, указанных в табл. 1 и записать их мгновенные значения. Величина действующего входного напряжения задаётся преподавателем U = (0,4 - 1) В, = 300 Гц;
L = 10 мГн; Rk = 11 Ом; R = 10 Ом.
Таблица 1
 , В
|  , А
|  , град
|  , В
|  , В
|  , град
|  , В
|  , В
| |
| Расчет | ||||||||
| Опыт |
3.8. Рассчитать для схемы рис. 5 величины токов и напряжений, указанных в табл. 2 и записать их мгновенное значение, если U = (0,4 - 1) В, = 4 кГц; C = 25 нФ; R = 1 кОм; 
= 10 Ом.
Таблица 2
| , В
| , А
| , град
|  , В
|  ,В
| |
| Расчет | |||||
| Опыт |
3.9. Перечертить экспериментальные схемы рассматриваемой работы (рис. 6-9).
Рис. 6
Рис. 7
Рис. 8
Рис. 9
Дата: 2018-11-18, просмотров: 557.
