Правила электробезопасности в лаборатории — КиберПедия 

Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...

Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...

Правила электробезопасности в лаборатории

2019-10-25 265
Правила электробезопасности в лаборатории 0.00 из 5.00 0 оценок
Заказать работу

РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ

по лабораторным работам

по дисциплине «Теоретические основы электротехники»

для студентов направления подготовки бакалавров

11.03.04 «Электроника и наноэлектроника»

 

очной формы обучения

 

Студента _________________________

                                                      Фамилия, инициалы

Группы __ бЭН-21 (ЭНЭ-181)_______

Номер бригады ___________________

Принял(а) _ старший преподаватель _                                                                              Должность преподавателя

                                          __ Ген Жанна Александровна _

                                                                                Фамилия, инициалы преподавателя

 

 

Тема лабораторной работы Дата выполнения работы по графику К занятию допущен (дата, подпись препод.) Отметка о выполнении (дата, подпись препод.) Дата защиты по  графику Отметка о зачете Дата, ПОДПИСЬ преподавателя

3 семестр

ЦПТ. Законы Ома и Кирхгофа 2-3 нед     4-5 нед    
ЦПТ. Метод наложения. МЭГ 4-5 нед     6-7 нед    
ЦСТ. Резонансы 6-7 нед     8-9 нед    
ЦСТ. Смешан. соед. 8-9 нед     10-11 нед    
Несинусоидальные цепи 10-11 нед     12-13 нед    
Четырехполюсники 12-13 нед     14-15 нед    

4 семестр

Переходные процессы 23-24 нед     25-26 нед    
Нелин. цепи пост. тока 25-26 нед     27-28 нед    
Нелин. цепи перем. тока 27-28 нед     29-30 нед    
Феррорезонанс 29-30 нед     31-32 нед    

Воронеж 2019

Правила электробезопасности в лаборатории

Лабораторные установки являются действующими электроустановками с напряжением 220 В и при несоблюдении правил техники безопасности могут стать источником поражения электрическим током.

Перед началом выполнения работ студенты проходят инструктаж по технике безопасности и пожарной безопасности с записью об этом в соответствующем журнале и личной росписью в нем каждого студента.

Категорически воспрещается:

1) включать источники питания без разрешения преподавателя;

2) пользоваться проводами без наконечников;

3) прикасаться к неизолированным частям стенда;

4) оставлять без надзора включенный стенд;

5) разбирать цепи и производить переключения под напряжением.

Во время лабораторных занятий студенты должны выполнять следующие требования по технике безопасности:

1) Перед сборкой цепи необходимо убедиться, что к клеммам передних панелей стенда и его аппаратам не подведено напряжение, т.е. на стенде сигнальные лампы не светятся.

2) При сборке необходимо следить за надежностью крепления наконечников или штырей токонесущих проводов и избегать их перекрещивания.

3) Напряжение на собранные цепи подается только с разрешения преподавателя или лаборанта после проверки ими правильности собранных цепей.

4) По окончании работы разборка цепи должна производиться только с разрешения преподавателя и после отключения напряжения.

5) В аварийных ситуациях необходимо быстро отключить напряжение и доложить преподавателю или лаборанту о неисправностях в цепи.

6) В случае поражения работающего электрическим током цепь должна быть немедленно отключена от источника питания и пострадавшему должна быть оказана первая помощь. При необходимости следует вызвать скорую медицинскую помощь.

С правилами электробезопасности в лаборатории 141 ознакомлен ________________________

                                             подпись студента

С порядком работы в лаборатории 141 ознакомлен

________________

 подпись студента

 

Лабораторная работа № 1
ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗВЕТВЛЕННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Цель работы
получение навыков измерения электрических величин в цепи постоянного тока; исследование распределения потенциалов в сложной электрической цепи; определение параметров источников и приемников с помощью закона Ома; составление схемы замещения электрической цепи; проверка выполнения законов Кирхгофа и баланса мощностей в электрической цепи и в схеме замещения.
Лабораторная установка для исследования
Рис. 1.19
Описание лабораторной установки
В работе исследуется электрическая цепь, содержащая два источника ЭДС. Источники энергии установлены в блоке лабораторного стенда справа внизу панели. Резисторы расположены на переносном блоке, который устанавливается в левой части стенда. Номиналы сопротивлений резисторов R1÷R3 (нужное подчеркнуть): Таблица 1.2 (начало)
№ варианта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
R1, Ом 75 150 100 35 35 40 100 35 35 75 150 75
R2, Ом 100 75 160 75 100 75 75 75 100 165 100 165
R3, Ом 150 30 75 100 75 30 35 150 40 35 75 100

 

Измерительные приборы
цифровой вольтметр; амперметры Э59 0,25÷1,0 А – 3 шт.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

 

1-3. Измерение ЭДС, токов и напряжений на всех элементах цепи Таблица 1.1
Режим ХХ

Режим под нагрузкой

E1, B Е2, B UE1, B UE2, B UR1, B UR2, B UR3, B I1, A I2, A I3, A                    

 

4. Измерение потенциалов точек цепи относительно базовой точки:                                                                                           Таблица 1.3
φ1, В φ2, В φ3, В φ4, В φ5, В φ6, В φ7, В
             

Номер базовой точки, потенциал которой принимается равным нулю (нужное подчеркнуть):

Таблица 1.2 (продолжение)

№ варианта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Номер точки с φ=0 1 2 3 4 5 6 7 1 5 4 3 2

                                                                                              

5. Определение направлений токов в резисторах с помощью потенциалов точек цепи  Сравнение величин потенциалов и определение направлений токов в ветвях цепи: ток резистора R3 направлен от точки ____ к точке ____, так как φ     φ ток резистора R2 направлен от точки ____ к точке ____, так как φ       φ    ток резистора R1 направлен от точки ____ к точке ____, так как φ       φ Указать токи стрелками на схеме цепи лабораторной работы. 5. Вычисление напряжений на всех элементах цепи с использованием потенциалов точек (, где ): UE1=                                   UE2= UR1=                                  UR2=                                    UR3= UА1=                                  UА2=                                    UА3= Указать напряжения стрелками на схеме цепи лабораторной работы   Экспериментальные данные получены правильно________ _________                                                                                                                                                                    подпись преподавателя ВЫВОД:   5. Определение режимов работы источников энергии (режим отдачи или режим потребления). Сравнение величины ЭДС источника, полученной на холостом ходу и напряжения на его полюсах при работе под нагрузкой: E1 UE1 – режим __________________; E2 UE2 – режим __________________. 6. Проверка выполнения законов Кирхгофа по экспериментальным данным       : :   ВЫВОД:     7. Проверка баланса мощностей по данным измерений ():   ВЫВОД:     8. Расчет сопротивлений резисторов и внутренних сопротивлений источников ЭДС                                                                               Таблица 1.4
RВ1, Ом RВ2, Ом R1, Ом R2, Ом R3, Ом
         

 

 

RB1=                              RB2=                    R1=                  R2=               R3=

 

RА1=                              RА2=                         RА3=

 

 

ВЫВОД: (сравнение вычисленных значений сопротивлений приемников с номиналами, указанными на стенде)

ВЫВОД о качестве источников электрической энергии и о качестве измерительных приборов: (сравнение внутренних сопротивлений источников и сопротивлений амперметров с сопротивлениями приемников)

 

9. Схема замещения исследуемой цепи:   10. Проверка выполнения законов Кирхгофа для схемы замещения цепи : :     ВЫВОД:   10. Проверка баланса мощностей для схемы замещения ():   ВЫВОД:   11. Расчет потенциалов точек схемы замещения по опытным данным   11. Построение потенциальной диаграммы:    

 

ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что такое схема электрической цепи и перечислите ее основные элементы.    
2. Закон Ома для пассивного участка.     Применение закона Ома для определения тока на участке, содержащем источник ЭДС.  
3. Законы Кирхгофа.  
4. Схемы замещения реальных источников ЭДС и тока.     Эквивалентное преобразование реального источника тока в источник ЭДС.    
5. Определение токов в ветвях разветвленной электрической схемы путем непосредственного применения законов Кирхгофа.    
6. Как в лабораторной работе определялись сопротивления приемников и внутренние сопротивления источников электрической энергии.  
7. Определение мощности источников и приемников электрической энергии.  
8. Поясните составление уравнения баланса мощностей.     
9. режимы работы источников электрической энергии.  
10. Порядок построения потенциальной диаграммы.  
Лабораторная работа № 2
МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Цель работы
экспериментальная проверка принципа наложения; определение параметров эквивалентного активного двухполюсника опытным путем; определение условий, при которых в нагрузке выделяется максимальная мощность.
Лабораторная установка для исследования
Описание лабораторной установки
В работе исследуется электрическая цепь с двумя источниками питания, ЭДС и внутренние сопротивления которых были определены в лабораторной работе № 1. Переключатели П1 и П2 находятся в правой панели верхней части стенда. Параметры элементов электрической цепи такие же, как в лабораторной работе № 1 (см. табл. 1.2 учебного пособия и табл. 1.4 рабочей тетради л.р. № 1).
Измерительные приборы
амперметры типа Э59А с пределом измерения 0,25÷1,0 А - 3 шт.; цифровой вольтметр.
ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАДАНИЯ НА ПОДГОТОВИТЕЛЬНУЮ РАБОТУ
4. Расчет токов в ветвях схемы замещения методом наложения Из лабораторной работы № 1 (табл. 1.1): E1 =  B,  RВ1 =  Ом, E2 =  B,  RВ2 =  Ом.

Таблица 1.2

№ варианта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
R1, Ом 75 150 100 35 35 40 100 35 35 75 150 75
R2, Ом 100 75 160 75 100 75 75 75 100 165 100 165
R3, Ом 150 30 75 100 75 30 35 150 40 35 75 100

 

Расчет частичных токов от действия первого источника ЭДС

Расчетная схема замещения:

Числовые расчеты:

Расчет частичных токов от действия второго источника ЭДС

Расчетная схема замещения:

Числовые расчеты:

Расчет действительных токов в ветвях схемы

Расчетная схема замещения:

Числовые расчеты:

 

 

Результаты расчета занести в табл.2.1.

      

Таблица 2.1

I1',А I2',А I3',А I1'',А I2'',А I3'',А I1 I2 I3
                 

Лабораторная работа № 4

 

ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАДАНИЯ НА ПОДГОТОВИТЕЛЬНУЮ РАБОТУ

 

4. Расчет токов и напряжений в разветвленной цепи согласно варианту (табл. 4.1 учебного пособия).

Эквивалентные схемы замещения Числовые вычисления:
Вместо элементов Z1, Z2, Z3 (рис. 4.7) вставить элементы из табл. 4.1 учебного пособия согласно варианту и показать на схеме стрелки всех измеряемых электрических величин из табл. 4.2.   Комплексные сопротивления ветвей Z1, Z2, Z3: Z1=     Z2=     Z3=    
Комплексное действующее значение напряжения источника питания:  
    Результаты расчетов занести в табл. 4.2.

Таблица 4.2

Вычислено

U14, B I1, A I2, A I3, A , град cos U12, B U23, B U34, B U24, B
100                  

 

 

4. Построение векторной диаграммы напряжений, совмещенную с векторной диаграммой токов по результатам предварительных расчетов.

Масштаб по току:         mi = А/см;

масштаб по напряжению: mu = В/см.

 

 

 

ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. Поясните порядок построения векторной диаграммы для разветвленной электрической цепи однофазного синусоидального тока.

 

2. Поясните порядок построения векторной диаграммы для цепи лабораторной работы по экспериментальным значениям.

 

 

3. Как рассчитать комплексное сопротивление цепи при смешанном соединении приемников?

 

 

 

4. Как вычислить токи в разветвленной части схемы?

 

 

 

5. Как вычислить токи в неразветвленной части схемы?

 

 

6. Поясните понятия: активная мощность, полная мощность, реактивная мощность, коэффициент мощности. Какой необходимо выбирать коэффициент мощности, и как этого можно добиться?

 

 

7. Возможен ли резонанс в цепи лабораторной установки?

 

 

8. Что вы знаете о резонансе токов и условиях его возникновения, какова роль резонанса в электротехнике?

 

 

 

Лабораторная работа № 5

Цель работы

экспериментальное определение гармонического состава несинусоидального напряжения; наблюдение влияния индуктивности и емкости на форму кривой тока в цепи с несинусоидальными источниками ЭДС.

Измерительные приборы

электронный вольтметр;

осциллограф.

Выполнение задания на подготовительную работу

1. Разложение в ряд Фурье сигналов, используемых в лабораторной работе

а) прямоугольной формы:

 

 

б) однополупериодного выпрямленного синусоидального напряжения:

 

 

в) двухполупериодного выпрямленного синусоидального напряжения

 

4. Вычисление угловой  и линейной резонансных частот параллельного контура:

=

 

 

5. Расчет искомой электрической величины в цепи

 Параметры цепи: L=42 мГн и C=6800 пФ, R2=2500 Ом.  

Для расчета использовать теоретическое разложение кривой напряжения, приняв амплитуду первой гармоники , w=wр,

Разложение в ряд Фурье сигнала, используемого в лабораторной работе

Расчетные схемы замещения исследуемой цепи согласно варианту:

Числовые расчеты:

k=0

 

 

k=1

 

 

k=2

 

 

k=3

 

 

k=4

 

 

k=5

 

 
     

Мгновенное значение искомой величины:

 

6. Построение графика мгновенного значения рассчитанного тока i(t) или напряжения u(t)

 

Предварительные расчеты выполнены правильно _________                                                          

                                                               подпись преподавателя

Лабораторная работа № 6

ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИК

Цель работы

исследование режимов работы пассивного четырехполюсника, определение коэффициентов А- формы записи уравнений четырехполюсника, характеристического сопротивления, постоянной передачи.

Лабораторная установка для исследования

Измерительные приборы

амперметры типа Э 359   0,25 - 1,0 А - 2 шт.;

вольтметры типа Э 359  150-300 В - 2 шт.; 

фазометр.

ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАДАНИЯ НА ПОДГОТОВИТЕЛЬНУЮ РАБОТУ

1. Расчет коэффициентов четырехполюсника А,В,С,D согласно варианту

Расчетная схема  четырехполюсника

 

Расчет коэффициентов:

 

ПРОВЕРКА: AD- BC=1

Результаты расчетов

Коэффициенты

А В, Ом С, Сим D
       

Предварительные расчеты выполнены правильно _________                                                          

                                                                   подпись преподавателя

2. Расчет входных и выходных токов и напряжений в режимах холостого  хода  и   короткого  замыкания  при  прямом  и  обратном включении четырехполюсника

Прямое включение

Обратное включение

Холостой ход

 

 

;

Короткое замыкание

;

 

 

Результаты расчетов

Способ включения Режим U1, B I1, A 1, град U2, B I2, A 2, град

Прямое

включение

хх 100         -
кз 100         -

Обратное включение

хх     - 100    
кз     - 100    

 

 

Предварительные расчеты выполнены правильно _________                                                          

                                                               подпись преподавателя

 

Цель работы

исследование переходных процессов в линейных электрических цепях постоянного тока.

Лабораторная установка для исследования

 

Описание лабораторной установки

Источником питания исследуемых цепей является источник прямоугольных импульсов - транзисторный ключ, управляемый звуковым генератором.

Частота коммутации ключа равна частоте сигнала генератора,

амплитуда выходного сигнала транзисторного ключа Um=10 B.

Исследуемая цепь состоит из:

резистора с сопротивлением R - магазин сопротивлений 0 10000 Ом;

конденсатора с емкостью С - блок конденсаторов универсального стенда 0 34.75 мкФ;

катушки с индуктивностью L - обмотка однофазного универсального трансформатора на разомкнутом сердечнике из комплекта стенда: клеммы 2-3 – L=0,5 Гн; клеммы 1-3 – L=0,16 Гн; клеммы 1-2 –L=0,18 Гн. Катушка без сердечника: клеммы 2-3 – L=0,016 Гн; клеммы 1-3 – L=0,09 Гн.

Измерительные приборы

Для экспериментального снятия кривых переходного процесса используется осциллограф С1-55, позволяющий учитывать масштабы напряжения и времени.

ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАДАНИЯ НА ПОДГОТОВИТЕЛЬНУЮ РАБОТУ

1. Расчет переходного процесса в цепи первого порядка с элементами RL при коммутации питающего напряжения с Um = 0 на напряжение Um = 10 B (в соответствии с вариантом)

№  варианта R, Ом L, Гн Искомая функция №  варианта R, Ом L, Гн Искомая функция
1 1200 0,18 uR(t) 7 800 0,18 uR(t)
2 400 0,16 uL(t) 8 650 0,5 i(t)
3 800 0,5 i(t) 9 450 0,18 uL(t)
4 1000 0,5 uR(t) 10 400 0,5 i(t)
5 600 0,18 i(t) 11 900 0,16 uR(t)
6 450 0,16 uL(t) 12 850 0,5 uL(t)

 

Расчетная схема и параметры

t=0-

 

 

t=0

 

t≥0

 

t=∞

 

 

t=0

 

Расчет необходимой длительности и частоты прямоугольных импульсов на выходе транзисторного ключа для цепи RL

Расчет требуемой переходной функции

1. До коммутации ток индуктивности

2.Первый закон коммутации

 

3. Уравнения электрического состояния цепи в момент коммутации

Искомая величина:

4.Принужденная составляющая искомой величины

5. Характеристическое уравнение и его корень

6. Определение постоянной интегрирования искомой величины

7. Зависимое начальное условие

 

 

Постоянная времени

Длительность переходного процесса:

 

Длительность и частота прямоугольных импульсов

График переходного процесса

 

3. Расчет переходного процесса в цепи первого порядка с элементами RC  при коммутации питающего напряжения с Um = 0 на напряжение Um = 10 B (в соответствии с вариантом)

 

№  варианта R, Ом С, мкФ Искомая функция №  варианта R, Ом С, мкФ Искомая функция
1 600 1 uR(t) 7 550 0,25 uR(t)
2 300 0,5 uC (t) 8 800 0,5 i(t)
3 500 0,25 i(t) 9 650 0,75 uC (t)
4 350 0,75 uR(t) 10 900 0,5 i(t)
5 400 0,5 i(t) 11 450 1 uR(t)
6 700 0,75 uC (t) 12 650 0,25 uC (t)

 

Расчетная схема t=0-   t=0     t≥0     t=∞   t=0 Расчет необходимой длительности и частоты прямоугольных импульсов на выходе транзисторного ключа для цепи RC

Расчет требуемой переходной функции

1. До коммутации напряжение на емкости

2. Второй закон коммутации

 

3. Уравнения электрического состояния цепи в момент коммутации

Искомая величина:

4.Принужденная составляющая искомой величины

5. Характеристическое уравнение и его корень

6. Определение постоянной интегрирования искомой величины

7. Зависимое начальное условие

 

 

 

Постоянная времени

Длительность переходного процесса:

 

Длительность и частота прямоугольных импульсов

 

 

График переходного процесса

 

Расчет переходных процессов в цепи второго порядка с элементами RLC в соответствии с вариантом задания при коммутации питающего напряжения с Um = 0 на напряжение Um = 10 B.

№ варианта R, Ом L, Гн С, мкФ Искомая функция
1 60 0,009 0,25 uR(t)
2 30 0,016 0,5 uC (t)
3 50 0,009 0,25 i(t)
4 35 0,016 0,75 uL (t)
5 40 0,009 0,5 i(t)
6 55 0,016 0,75 uC (t)
7 55 0,009 0,25 uR(t)
8 40 0,016 0,5 uL (t)
9 65 0,009 0,75 uC (t)
10 50 0,016 0,5 i(t)
11 45 0,009 0,75 uR(t)
12 65 0,016 0,25 uL (t)

 

Расчетная схема t=0-   t=0   t≥0+   t=∞     t=0 Коэффициент затухания Критическое сопротивление Постоянная времени Длительность переходного процесса  Частота свободных колебаний Период свободных колебаний

1. До коммутации ток индуктивности и напряжение на емкости

2.Первый и второй законы коммутации

 

3. Уравнения электрического состояния цепи в момент коммутации

Искомая величина:

4.Принужденная составляющая искомой величины

5. Характеристическое уравнение и его корни

6. Определение постоянной интегрирования искомой величины

7. Зависимое начальное условие

 

График переходного процесса

 

Предварительные расчеты выполнены правильно _________                                                            

                                                        подпись преподавателя

Лабораторная работа № 8

С НЕЛИНЕЙНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ

Цель работы

экспериментальное получение вольтамперных характеристик (ВАХ) резистивных нелинейных элементов (НЭ), использование полученных ВАХ для расчета цепей постоянного тока с нелинейными элементами.

Измерительные приборы

амперметр Э 513 с пределами измерения 0,25÷1,0 А; миллиамперметр Э 513 с пределами измерения 200 мА; вольтметр типа АВО-501.

ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАДАНИЯ НА ПОДГОТОВИТЕЛЬНУЮ РАБОТУ

Примерный вид ВАХ лампы накаливания, диода и стабилитрона

 

 

ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. Классификация нелинейных элементов.

 

 

2. Статическое и дифференциальное сопротивление нелинейных элементов.

 

 

 

3. Анализ цепей с нелинейными элементами при последовательном соединении приемников.

 

 

 

4. Анализ цепей с нелинейными элементами при параллельном соединении приемников.

 

 

5. Анализ цепей с нелинейными элементами при смешанном соединении приемников.

 

 

 

6. Принцип работы параметрического стабилизатора напряжения.

 

 

 

7. Определение коэффициента стабилизации стабилизатора напряжения.

 

 
 

Лабораторная работа № 9

 

ПЕРЕМЕННОГО тока

 

Цель работы:

 

экспериментальное получение временных зависимостей токов и напряжений в нелинейных электрических цепях переменного тока, содержащих нелинейные элементы с кусочно-линейной вольт-амперной характеристикой

 

Измерительные приборы

 

двухлучевой  осциллограф С1-55.

 

ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАДАНИЯ НА ПОДГОТОВИТЕЛЬНУЮ РАБОТУ

 

3. Расчет входного тока iД(t) и напряжения на емкости uс(t) для схемы нерегулируемого выпрямителя с емкостной нагрузкой (рис. 1) 

  Расчетная схема при включении источника

Числовые расчеты

 

 

  Расчетная схема при отключении источника

Числовые расчеты

 
 

3. Построение временных зависимостей входного тока iД(t) и напряжения на емкости uс(t)

 

 

Предварительные расчеты выполнены правильно _________                                                          

                                                                   подпись преподавателя

 

4. Расчет тока i(t) и напряжения uab(t) для схемы нерегулируемого выпрямителя с индуктивной нагрузкой (рис. 2) 


Поделиться с друзьями:

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...

Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...

Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...

Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...



© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.302 с.