Міністерство освіти І науки україни харківська національна академія міського господарства icon

Міністерство освіти І науки україни харківська національна академія міського господарства




Скачати 397.35 Kb.
НазваМіністерство освіти І науки україни харківська національна академія міського господарства
Сторінка1/3
Дата23.06.2012
Розмір397.35 Kb.
ТипДокументи
  1   2   3


МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ


ХАРКІВСЬКА НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ

МІСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА


До друку


Перший проректор


Г.В.Стадник


МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ДО ВИКОНАННЯ

ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ

З ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ

НА СТЕНДАХ УІЛС-1


(для студентів 2 – 3 курсів усіх форм навчання

спеціальностей:

6.0921.01 – промислове та цивільне будівництво,

6.0921.03 – міське будівництво та господарство,

6.0921.15 – технічне обслуговування, ремонт та

7.0921.12 – реконструкція будівель,

6.0921.12 – охорона праці в будівництві,

6.0921 – теплогазопостачання і вентиляція,

6.0926.01 – водопостачання та водовідведення)


^ ХАРКІВ – ХНАМГ – 2005

Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з електротехніки на стендах УІЛС-1 (для студентів 2 – 3 курсів спец. усіх форм навчання). Уклад. А.А.Харісов, О.П.Волкова. – Харків: ХНАМГ, 2005. – 37 с.


Укладачі: А.А.Харісов, О.П.Волкова


Рецензент: В.П.Самошкін


Рекомендовано кафедрою електротехніки, протокол №5

від 17 листопада 2005 р.

ВСТУП


Ці методичні вказівки призначені для студентів неелектротехнічних спеціальностей усіх форм навчання. До них входять розділи, пов’язані з вивченням теорії електричних кіл, трансформаторів та основ електротехніки. Лабораторні роботи, їх обсяг і склад вибираються відповідно до робочих планів по кожній спеціальності та формі навчання.

Слід пам’ятати, що дані вказівки вміщують матеріали, які дозволяють виконувати лабораторні роботи, але не є достатніми для досконалого вивчення матеріалу за даною темою взагалі.


^ ЗАГАЛЬНІ ВКАЗІВКИ


Підготовка до лабораторного заняття


Кожна навчальна група студентів розбивається на бригади. На вступному занятті студенти знайомляться з порядком виконання лабораторних робіт і правилами техніки безпеки.

Успішне виконання лабораторної роботи потребує досконалої підготовки до неї. У першу чергу студент повинен твердо усвідомлювати мету завдання і чітко уявляти призначення досліджуваного приладу, принципи дії, характеристики та його умовне позначення на схемах. Теоретична підготовка потребує вивчення рекомендованої літератури, конспекту лекцій і розв’язання рекомендованих завдань. За час попередньої підготовки студент повинен дослідити виведення формул, розібратися в необхідних для обробки результатах розрахованих співвідношень, вивчити електричні схеми випробувань. Кожна бригада повинна мати попередньо заготовлений протокол випробувань. При підготовці до заняття студенти готують відповіді на контрольні запитання, наведені в кожній лабораторній роботі.


^ Проведення експерименту


Заняття в лабораторії електротехніки проводяться без міжгодинних перерв. З’явившись на заняття в лабораторію, студент повинен мати форму-звіт за попередню лабораторну роботу і зайняти своє робоче місце.

Приступаючи до виконання експерименту, студент повинен насамперед ознайомитися з вимірювальними приладами та стендами.

Збирання електричної схеми необхідно виконувати з урахуванням таких рекомендацій:

  • спочатку послідовно збирають схему, починаючи з одного із затискачів джерела живлення і йдучи від одного елемента схеми до іншого аж до наступного затискача джерела живлення (разом з електровимірювальними приладами). Приєднання навантажень, що входять в коло паралельно, роблять після закінчення збирання послідовного контуру;

  • при збиранні схеми треба забезпечувати надійний контакт у місцях з’єднання елементів з провідниками;

  • для запобігання можливому виникненню великих струмів у зібраному колі елементи регулювання треба встановлювати в положення, що відповідає мінімуму напруги на виході елемента. Після зібрання схеми студенти повинні уважно її перевірити, показати викладачеві або лаборанту, і тільки після їх згоди ввімкнути схему під напругу. Ввімкнувши схему під напругу, треба переконатися, що прилади та апаратура працюють добре, і тільки після цього приступати до виконання експерименту. При зніманні характеристик забороняється перевищувати номінальні значення струмів, напруг досліджуваного електротехнічного приладу, якщо немає на те особистих вказівок до проведення експерименту.

Отримані в процесі експерименту дані студенти заносять в таблиці. Якщо число поділок шкали не дорівнює верхній межі, кожну колонку таблиці розподіляють на дві частини: в одну заносять отримані при виконанні експерименту дані в числах поділок шкали, в іншу – розраховані за допомогою визначення цін поділок показання приладів в одиницях відповідних величин.

Ціну поділки (постійна приладу) визначають як відношення верхньої межі вимірювань до числа поділок шкали. Для ватметра верхня межа вимірювань визначається як добуток границь струмової обмотки і обмотки напруги.

Після закінчення експерименту схему вимикають від джерела живлення (але не розбирають!) і проводять попередню обробку результатів. Дані подають керівникові. Тільки після його команди схему можна розбирати.

За час, що залишився до кінця заняття, студенти повинні займатися оформленням і захистом звітів.


^ Обробка результатів і оформлення звіту


Звіт по виконаній лабораторній роботі складає кожний студент окремо. При оформленні звіту вказують дату і назву лабораторної роботи, прізвище та ініціали студента, номер групи. Звіт повинен містити: перелік завдань дослідження (ціль роботи), паспортні дані об’єкта досліджень, схеми досліджень, таблиці із записами результатів експерименту, графіки залежностей і векторні діаграми, розрахункові формули, числові значення для кожної з величин, пояснювальні рисунки, вирішення задач.

Обробка результатів експерименту проводиться за допомогою калькулятора з точністю до трьох значущих цифр. Схеми, графіки й векторні діаграми виконують олівцем із застосуванням креслярських інструментів. Умовні позначення елементів електричних схем повинні відповідати ДСТУ, одиниці – системі СИ.

Побудову кривих і векторних діаграм здійснюють на міліметровому папері. Масштаб пропонується брати таким, щоб графіки були не менше 100х200 мм. При побудові векторних діаграм бажано, щоб вектори були не коротше 3-5 мм.

Значення величин на осях координат слід наносити через кожну одиницю масштабу. Точка перетину осей координат обов’язково повинна відповідати нульовому значенню усіх графічно зображених величин. Розрив у осях координат не допускається. Уздовж осі абсцис у вибраному масштабі відкладають незалежну змінну величину. На графіку слід нанести всі точки, отримані при знятті характеристик, і по цих точках будувати по лекалу криві. Якщо деякі точки будуть над кривою через можливі неточності при експерименті, побудову кривої треба виконувати по середніх точках. Студент мусить подати повністю оформлений звіт, в якому повинні бути враховані всі помітки, зроблені викладачем при останній перевірці. Залік по лабораторній роботі полягає в опитуванні студента за завданнями дослідження, будові випробувальної установки і методиці виконання роботи, по основних теоретичних положеннях, що мають відношення до виконаної роботи. При опитуванні студенту пропонуються задачі з тематики роботи.


^ Правила безпеки


  1. Студенти допускаються до роботи тільки після Інструктажу з обов’язковим розписом у спеціальному журналі.

  2. Перед збиранням схеми треба переконатися в тому, що вона знеструмлена.

  3. Вмикати зібрану схему треба тільки після її перевірки керівником або лаборантом. Деякі зміни в схемі також повинні бути перевірені керівником або лаборантом.

  4. Перезбирання схеми допускається тільки після її відімкнення від джерел споживання.

  5. Перед початком роботи з робочого місця треба прибрати все, що не має відношення до неї.

  6. Кожна бригада під час усього часу виконання роботи повинна знаходитися на відведеному їй робочому місці.

  7. Ні в якому разі не можна торкатися до струмопровідних частин, що знаходяться під напругою.

  8. Особливої обережності слід дотримуватись при дослідженні електричних кіл, що містять послідовно з’єднані дроселі й конденсатори.

  9. При виявленні несправностей в обладнанні чи ненормальностей в режимі роботи установки слід її негайно відключити і повідомити про це керівника.


^ Методика виконання робіт на стендах УІЛС-1


Навчально-дослідний центр УІЛС-1 – це універсальний стенд для проведення лабораторних робіт з електротехнічних дисциплін.

Стенд УІЛС-1 містить регульовані джерела постійної напруги і трифазної напруги, забезпечені електричними блоками захисту від струмових перевантажень. У центральній частині стенду розташоване набірне поле з рядом гнізд, на якому збирається схема дослідження, а також закріплюються додаткові блоки. У роботах з курсу електротехніки також використовується блок змінних індуктивностей. Стенд комплектується укладальним ящиком, в якому розміщені пасивні елементи, провідники і т.д. Варіанти комплектації наведені у вказівках до окремих робіт

Вимірювальні пристрої: два цифрових вимірювачі (один в режимі вимірювання напруги, другий, як правило, – в режимі вимірювання струму), електронний осцилограф, низькочастотний генератор та електронний ватметр.

Особливості вимірювання пов’язані з тим, що за допомогою одного пристрою необхідно проводити вимірювання в різних точках або на відрізках електричного кола. Для вимірювання напруги гілки провідників, що йдуть від вольтметра, вставляють у відповідні гнізда набірного поля і таким чином вимірюється напруга на відрізках кола.

Якщо при виконанні лабораторної роботи передбачено вимірювання струму в різних гілках за допомогою одного пристрою, то у відповідних місцях електричного кола при збиранні схеми вставляють перемички. Амперметр включають паралельно, перемичку витягують і проводять замір. Потім перемичку знову вставляють, наконечники проводів амперметра переносять на гнізда наступної перемички і т.д.

Для полегшення збирання схем у вказівках до виконання лабораторних робіт крім принципових схем також подаються монтажні схеми з включенням перемичок і фрагментів набірного поля.

При роботі необхідно контролювати наявність добрих контактів у гніздах набірного поля та своєчасно реагувати на спрацювання захисту джерел. При спрацюванні захисту джерел засвічується відповідна сигнальна лампочка. Треба натиснути на кнопку біля цієї лампочки, і якщо захист знову спрацював, шукати причину перевантаження блоку.

^ Категорично забороняється включати блоки, що не використовуються за принциповою схемою, робити в них будь-які переключення або регулювання. Слід пам’ятати, що ви маєте справу із складною, дорогою та чутливою апаратурою.


Лабораторна робота №1

^ ДОСЛІДЖЕННЯ ЗМІШАНОГО З’ЄДНАННЯ

ПРИЙМАЧІВ У КОЛІ ПОСТІЙНОГО ЕЛЕКТРИЧНОГО СТРУМУ

Ціль роботи: дослідна перевірка законів Кірхгофа, вивчення методів аналізу простих кіл постійного струму, ознайомлення з методикою роботи на стенді УІЛС-1.

Завдання

А. Для домашньої підготовки

  1. Вивчити основні закони електричних кіл.

  2. Ознайомитись з методами аналізу простих кіл постійного струму.

  3. Вирішити [2] задачі 1.10-1.12.

Б. Для проведення лабораторної роботи

  1. Дослідити розгалужене електричне коло.

  2. Перевірити виконання законів Кірхгофа.

  3. За значеннями варіанта опору елементів та заданій вхідній напрузі розрахувати струми і напруги на елементах гілок.


Стислі теоретичні пояснення

Аналізом електричних кіл називають визначення струмів (або напруг) за заданими або відомими іншими параметрами кола. Аналіз електричних кіл базується на трьох основних законах електричних кіл: законі Ома і законах Кірхгофа – першому й другому.

Закон Ома в загальному вигляді записується так:

,

де – е.р.с. і напругу беруть із знаком „+”, коли їх направлення співпадає з направленням струму, і зі знаком „–”, коли і не співпадають за напрямком.

Перший закон Кірхгофа формулюється для вузла так: алгебраїчна сума струмів гілок, що збігаються у вузлі, дорівнює нулю:

.

Другий закон Кірхгофа формулюється для замкнутого контуру електричного кола наступним чином: алгебраїчна сума напруг уздовж замкнутого контуру електричного кола дорівнює нулю:



або: алгебраїчна сума напруг на резистивних елементах замкнутого контуру електричного кола дорівнює алгебраїчній сумі е.р.с., діючих у цьому контурі:

.

При аналізі електричних кіл розрізняють прості й складні кола. Під простими розуміють кола, в яких є одне джерело або декілька, але в одній гілці і відрізки з чітко виявленим послідовним або паралельним з’єднанням пасивних елементів. Під складним колом розуміють коло, що містить хоча б одну ділянку кола, яку не можна віднести ні до чітко послідовного, ні до паралельного з’єднання пасивних елементів, або джерела енергії в декількох вітках.

Аналіз простих кіл здійснюють методом згортання кола, тобто заміною декількох елементів кола одним еквівалентним, а при наявності декількох джерел е.р.с. у гілці заміною їх одним еквівалентним е.р.с., що дорівнює алгебраїчній сумі е.р.с. цих джерел.

При послідовному з’єднанні елементів еквівалентний опір визначається як сума опору елементів:

.

Еквівалентний опір при паралельному з’єднанні елементів або гілок встановлюється як зворотна величина сумарної або еквівалентної провідності:

;

.

Для двох паралельно з’єднаних елементів:

.

Якщо паралельно з’єднано к однакових елементів, то

.


Порядок роботи

1. Принципова схема досліджуваного електричного кола наведена на рис.1.1; монтажна – на рис.1.2:



Рис.1.1




Рис.1.2


Живлення схеми подається від регульованого джерела блоку постійної напруги. Величини опорів резисторів та залежать від варіанта, що визначається комплектацією укладального ящика. Дані варіантів наведені в табл.1.1


Таблиця 1.1 – Таблиця варіантів

варіанта




R1

R2

R3


1

Номер елемента

05

07

08

R, Ом

200

510

750


2

Номер елемента

05

07

09

R, Ом

200

510

820


3

Номер елемента

05

07

10

R, Ом

200

510

1000



Задана викладачем напруга знаходиться у межах 15-25 В.

Цифровим вольтметром заміряють напругу між точками А і С (напруга на вході ), напругу між точками А і В (напруга на резисторі ) і напругу між точками В і С (напруга на розгалуженні ).

Амперметр (цифровий мультиметр в режимі виміру постійного струму (вмикають почергово замість перемичок 1 (струм ), 2 (струм ) і 3 (струм ). Методика вимірювання струму викладена в розділі „Методика виконання робіт на стендах УІЛС-1”.

Дані вимірювань заносять до табл.1.2.


Таблиця 1.2













В

В

В

А

А

А


2. Перевірити виконання законів Кірхгофа за даними експерименту.

3. За значеннями варіантів опору та заданою викладачем напругою розрахувати невідомі струми і напруги. Порівняти дослідні дані з розрахунковими.

Контрольні запитання

  1. Сформулюйте закони Кірхгофа.

  2. Як у роботі дослідним шляхом перевірялись закони Кірхгофа?

  3. Що таке паралельне і послідовне з’єднання?

  4. Розкажіть про аналіз простих лінійних кіл постійного струму.

  5. Чому частіше застосовується паралельне з’єднання приймачів?



Лабораторна робота №2

^ ДОСЛІДЖЕННЯ НЕРОЗГАЛУЖЕНОГО КОЛА

ЗМІННОГО СТРУМУ

Ціль роботи: ознайомлення з методами експериментального визначення параметрів елементів у колі змінного струму методами аналізу нерозгалужених кіл змінного струму.

Завдання

А. Для домашньої підготовки

  1. Ознайомитись з методами аналізу нерозгалужених кіл змінного струму.

  2. Ознайомитись з методами експериментального визначення параметрів схем заміщення елементів у колі змінного струму.

  3. Ознайомитись з методами побудови потенціальних (топографічних векторних) діаграм.

Б. Для проведення лабораторної роботи

  1. Визначити за допомогою експерименту параметри елементів, що входять до нерозгалуженого кола змінного струму.

  2. Побудувати потенціальну діаграму для досліджуваного кола.


Стислі пояснення до роботи

При проходженні змінного струму через електричне коло, яке складається з послідовного з’єднання резистора, індуктивної котушки і конденсатора, на затискачах кола виникає напруга, яка дорівнює:

у комплексній формі  ;

у скалярній формі  .

Напруга окремих відрізків кола, що входять до виразу, визначається як падіння напруги на цих відрізках:

напруга на резисторі: ;

напруга на індуктивній котушці: ;

напруга на активному опорі котушки та індуктивному опорі котушки відповідно: ; ;

напруга на ємності: .

У колі з послідовним з’єднанням котушки і конденсатора виникають три варіанти співвідношень індуктивного і ємнісного опору (рис.2.1):

1. – активно-індуктивний характер кола;

2. – активно-ємнісний характер кола;

3. – резонанс напруг, чисто активний характер кола.




Рис.2.1


Пряме завдання аналізу нерозгалуженого кола: вивчення струму (або наруги) і параметрів елементів схеми легко здійснюється за допомогою раніше наведених виразів та діаграм.

Досить просто вирішується і зворотне завдання – визначення параметрів елементів кола за відомими, наприклад, замі-

ряними значеннями напруг, струмів, активної потужності.

Повний опір досліджуваного кола

,

де – активний опір індуктивної котушки; – ємкісний опір конденсатора.

Звідси маємо

.

Відомо, що значення більше , тобто . Вибираємо значення .

Повний опір кола визначають за показаннями приладів:

,

де – напруга на затискачах кола; – струм у колі.

Для визначення параметрів котушки треба знати напругу на котушці , струм і споживану котушкою активну потужність .

Повний опір котушки .

Активний опір: .

Індуктивний опір: .

Індуктивність котушки: .

Знаючи повний опір кола , опір , можна визначити і ємність конденсатора:

; 50 Гц.


Порядок роботи

1. Зібрати схему досліджуваного кола. Принципова схема наведена на рис.2.2, монтажна – на рис.2.3.



Рис.2.2




Рис.2.3


Живлення схеми здійснюється від однієї з фаз блоку трифазної напруги. Встановлювана напруга задається викладачем у межах 15-20 В. Резистор номер 07, конденсатори С вибирають за табл.2.1 згідно з комплектацією укладального ящика.


Таблиця 2.1

№ варіанта

1

2

3

№ конденсатора

19

18

17


Струм кола вимірюють цифровим мультиметром у режимі вимірювання змінного струму, ватметром вимірюють активну потужність котушки .

Напругу вимірюють цифровим мультиметром у режимі вимірювання змінної наруги. Вимірюють напругу між точками А і Е (напруга на вході кола ), напругу між точками А і В (напруга на резисторі ) і напругу між точками В і С (напруга на котушці ).

Результати вимірювань заносять в табл.2.2.


Таблиця 2.2

Вимірювання

Обчислення

U

UR

UK

I

PK

R

rк

R

Хк

L

Xк

C

В

В

В

А

дел

Вт

Ом

Ом

Ом

Ом

Гн

Ом

мкф


Обчислити параметри і занести їх в таблицю. При визначенні величини слід брати таке значення (при вирішенні квадратного рівняння будуть два корені), щоб було більше, ніж .

2. Побудувати потенціальну діаграму (в масштабі) за заданими точками.


Контрольні запитання

  1. Якою схемою заміщення заміняється реальна індуктивна котушка?

  2. Як дослідним шляхом визначити параметри елементів схеми?

  3. Що таке резонанс напруг?

  4. Методика аналізу нерозгалужених кіл змінного струму.

  5. Методика побудови потенціальних (топографічних векторних) діаграм.

  6. Практичне застосування резонансу напруг.


  1   2   3

Схожі:

Міністерство освіти І науки україни харківська національна академія міського господарства iconМіністерство освіти І науки України Харківська національна академія міського господарства В. В. Масловський Програма та робоча програма навчальної дисципліни «Спецкурс за напрямом профілізації»
Міністерство освіти І науки України Харківська національна академія міського господарства
Міністерство освіти І науки україни харківська національна академія міського господарства iconМіністерство освіти І науки України Харківська національна академія міського господарства В. В. Масловський Програма та робоча програма навчальної дисципліни «Спецкурс за напрямом спеціалізації»
Міністерство освіти І науки України Харківська національна академія міського господарства
Міністерство освіти І науки україни харківська національна академія міського господарства iconМіністерство освіти І науки україни харківська національна академія міського господарства Білянський Олександр Максимович
Робота виконана в Харківської національної академії міського господарства Міністерства освіти І науки України, м. Харків
Міністерство освіти І науки україни харківська національна академія міського господарства iconМіністерство освіти І науки, молоді та спорту україни харківська національна академія міського господарства
З дисципліни «обстеження, ремонт І реконструкція будинків міського господарства»
Міністерство освіти І науки україни харківська національна академія міського господарства iconХарківська національна академія міського господарства прасоленко Олексій Володимирович
Робота виконана в Харківській національній академії міського господарства, Міністерство освіти І науки України
Міністерство освіти І науки україни харківська національна академія міського господарства iconМіністерство освіти І науки україни харківська національна академія міського господарства сазонова людмила іванівна удк 69. 003. 658. 012 Порівняльний аналіз розвитку будівельного комплексу І суміжних галузей
Робота виконана в Харківській національній академії міського господарства Міністерства освіти І науки України
Міністерство освіти І науки україни харківська національна академія міського господарства iconМіністерство освіти І науки, молоді та спорту україни харківська національна академія міського господарства
...
Міністерство освіти І науки україни харківська національна академія міського господарства iconМетодичні вказівки
Міністерство освіти І науки україни харківська національна академія міського господарства
Міністерство освіти І науки україни харківська національна академія міського господарства iconМіністерство освіти І науки україни харківська національна академія міського господарства проблеми розвитку туризму І готельного господарства: регіональний аспект харків, хнамг
Затверджено на засіданні вченої ради Харківської національної академії міського господарства (протокол № від січня 2009 р.)
Міністерство освіти І науки україни харківська національна академія міського господарства iconМіністерство освіти І науки україни харківська національна академія міського господарства тенденції та напрямки розвитку туріндустрії україни харків, хнамг
Затверджено на засіданні вченої ради Харківської національної академії міського господарства (протокол № від січня 2012 р.)
Міністерство освіти І науки україни харківська національна академія міського господарства iconМіністерство освіти І науки україни харківська національна академія міського господарства туризм як національний пріоритет харків, хнамг
Затверджено на засіданні вченої ради Харківської національної академії міського господарства (протокол № від січня 2009 р.)
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи