З ТЕОРЕТИЧНИХ ОСНОВ ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

“КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ”

 

 

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ДО ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ

З ТЕОРЕТИЧНИХ ОСНОВ ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ

ЦИКЛ 1

для студентів електроенергетичного

та електротехнічного профілів

всіх форм навчання

 

РЕКОМЕНДАЦІЇ ПО ПІДГОТОВЦІ ДО ЗАНЯТЬ ТА ПРАВИЛА ВИКОНАННЯ РОБІТ В ЛАБОРАТОРІЯХ КАФЕДРИ ТЕОРЕТИЧНОЇ ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ

(Загальна частина)

 

1. Для виконання лабораторних робіт студентська група по­діляється на 8 бригад по три-чотири особи (однак не менше двох осіб в бригаді, відповідно до вимог техніки безпеки). Кожній бригаді присвоюється номер і вона закріплюється за відповідним робочим місцем.

2. В кожній лабораторній кімнаті є графік, в якому для фа­культету (а в разі необхідності і для окремих учбових груп фа­культету) висвітлюється послідовність виконання лабораторних робіт для кожної бригади. Цей графік студенти мають взяти до уваги і додержуватись його при підготовці до лабораторних занять. Особливо наголошуємо, що методичні вказівки до кожної лабораторної роботи вміщують лише загальні положення в скорочено­му вигляді. Тому якісна підготовка до наступного лабораторного заняття передбачає самостійну роботу над окремими розділами підручників, зазначених в методичних вказівках. Це важливо ще й тому, що деякі лабораторні роботи можуть випереджати матеріал лекційних занять.

3. У відповідності з розкладом занять кожна студентська група закріплюється за однією з лабораторій кафедри. В цій ла­бораторії один представник від кожної бригади повинен до почат­ку семестру (або в перший день занять) одержати у лаборанта ме­тодичні вказівки до того циклу лабораторних робіт, який зна­читься у графіку першим. З "Вказівками" слід поводитись охайно,

не робити в них ніяких записів і поміток, а після виконання всіх робіт циклу методичні вказівки мають бути повернуті в ла­бораторію.

4. Підготовка до наступної лабораторної роботи передбачає;

4.1.Вивчення загальної частини методичних вказівок, та тієї їхньої частини, яка стосується безпосередньо лабораторної робо­ти, що буде виконуватись.

4.2.Підготовку бланка звітного протоколу встановленого зразка, в якому мають бути: а) заголовний листок, де зазначається повна назва лабораторної роботи, прізвище та ініціали студента, назва факультету і групи, прізвище та ініціали викла­дача - керівника лабораторних занять; б) мета роботи; в) основ­ні методичні вказівки, причому мають бути наведені всі розра­хункові формули і законспектовані теоретичні положення, що ви­користовуються при виконанні робочого завдання; г) накреслені олівцем у відповідності з стандартом робочі схеми з контроль­но-вимірювальними приладами, що використовуються для проведення експерименту; д) таблиці для запису результатів дослідів і роз­рахунків.

4.3.Вивчення матеріалу, що стосується питань, винесених в розділ навчально-дослідної роботи студентів.

5. Викладач на початку лабораторного заняття опитує всю бригаду і визначає рівень готовності до проведення лабораторних досліджень (сутність досліду, послідовність його виконання, особливості режимів, значення поділок вимірювальних приладів). Форма опитування - довільна (усна, письмова, з використанням технічних засобів та ін.). Студент, що не має правильно оформ­леного протоколу, до виконання лабораторної роботи не допуска­ється .

6. Одне з найголовніших завдань студентів на лабораторних заняттях - здобути навички кваліфікованого сприйняття схем електричних кіл, швидкого й грамотного складання їх з окремих елементів чи блоків, вибору відповідних контрольно-вимірювальних приладів.

Після складання електричного кола, перевірки і впевненос­ті, що ця частина лабораторного заняття виконана без помилок, студенти доповідають викладачу про готовність до проведення експерименту.

Без дозволу викладача студентам забороняється вмикати дже­рела живлення і подавати напругу на складене ними електричне коло.

7. Перед початком досліджень студенти мають звернути увагу на величину номінальних (тривало допущених за умов нагрівання) струмів резисторів та Індуктивних котушок, що обумовлює значен­ня робочої напруги джерел живлення. В подальшому, протягом всі­єї лабораторної роботи, слід уважно стежити за тим, щоб струми в окремих елементах електричного кола не перевершували відповідних номінальних величин.

8. З метою запобігання виходу з ладу контрольно-вимірю­вальних приладів, на всіх багатомежних приладах слід встановити найбільшу межу виміру. Після підключення джерел живлення необ­хідно в першу чергу звернути увагу на амперметри, оскільки по­хибки при складанні електричного кола та несправність викорис­таного обладнання можуть являти причину перевантаження та пошкодження приладів,

Упевнившись, що електричне коло працює нормально, викону­ють дослід якісно і визначають необхідну межу виміру вимірю­вальних приладів, і лише після цього переходять до основної частини досліджень, фіксуючи одержані результати спочатку в чернетці на поділках шкали.

Весь дослід краще виконувати не змінюючи межі виміру (якщо це можливо), оскільки перехід на іншу межу пов'язаний зі зміною внутрішнього опору приладу, а, відповідно, і опору тієї частини електричного кола. де цей прилад використовується.

9. Якщо в лабораторній роботі окрім експериментальних дос­ліджень передбачена розрахункова частина, вона має виконуватись паралельно а експериментом і одержані результати в кінці занят­тя зіставляються.

10. Бригада, що виконала робоче завдання, перераховує ре­зультати вимірів в іменовані одиниці (вольти, ампери, вати), кожний студент занотовує їх у своєму протоколі і пред'являє викладачу. Тільки після схвалення викладачем одержаних резуль­татів студенти мають право розбирати електричне коло, яке дос­ліджували, та складати інше.

11. У разі виявлення іскріння контактів, запаху горілої Ізоляції чи нагрітого металу т. ін. слід негайно вимкнути

 

електричне коло за допомогою автоматичного вимикача чи рубильника до з'ясування причини відхилення. В разі необхідності

одержати кваліфіковану допомогу, студенти мають звернутися до викладача.

12.За неохайне ставлення до лабораторного обладнання, студент (чи бригада в повному складі) може бути відсторонений від виконання роботи. При пошкодженні лабораторного обладнання че­рез необережне поводження з-ним або внаслідок самовільного вми­кання електричного кола без перевірки викладачем, вся бригада несе матеріальну відповідальність.

13. На робочому місці у кожного студента мають бути: про­токол лабораторної роботи, чернетка для нотаток та розрахунків, калькулятор, відсутність яких свідчить про незадовільну підготовку студента до виконання лабораторної роботи. В такому ви­падку питання про участь студента в експериментальних дослідженнях вирішується викладачем з урахуванням викладених студентом обставин.

14. Всі особисті речі, що не мають відношення до виконання .лабораторної роботи (портфелі, валізки, головні убори та ін.) студенти зобов'язані залишити в лабораторії в спеціально приз­наченому для цього місці. Верхній одяг треба здати в гардероб.

15. Після закінчення роботи студентами, викладач візує всі екземпляри лабораторних звітів, що свідчить про виконання сту­дентом експериментальної частини даної лабораторної роботи. Ла­бораторний звіт до захисту подається тільки після проведення розрахунків і інших робіт, передбачених робочим завданням мето­дичних вказівок до лабораторної роботи.

16. Якщо студент встигне виконати лабораторне дослідження і. обробити його результати під час лабораторного заняття, він має право на захист лабораторного звіту, під час якого він вис­вітлює питання пов'язані з розрахунками, обробкою результатів експерименту та одержаними при цьому висновками.

Якщо захист роботи виявився невдалим, чи студент не встиг за час лабораторного заняття виконати передбачений робочим зав данням обсяг роботи, він зобов'язаний на наступному лабораторному занятті пред'явити викладачу два лабораторних звіти: пов­ністю оформлений звіт за попередню лабораторну роботу і підго­товлений на наступну.

17. Студент, що не відзвітував і не захистив дві лабора­торні роботи, відсторонюється від наступного лабораторного за­няття як невстигаючий. Його участь у подальших лабораторних за­няттях можлива лише за умови ліквідації заборгованості.

В разі пропуску лабораторного заняття без поважної причи­ни, студент повинен проінформувати про це деканат і одержати там дозвіл на виконання наступних робіт.

18. Студенту надається можливість виконати пропущену лабо­раторну роботу при наявності зазначеного вище дозволу за узгод­женням з керівником занять і під його наглядом в години, спеці­ально для цього відведені.

19. Під час лабораторних занять студенти мають додержува­тись тиші і порядку. Роботу слід закінчити за 5 хвилин до пе­рерви, після чого привести робоче місце в порядок, забрати свої речі і залишити лабораторію. Під час перерви між лабораторними заняттями студентам забороняється знаходитись в лабораторії, оскільки в цей час лаборант повинен провітрити приміщення і підготувати обладнання для занять наступної групи.

20. Перед початком першого заняття викладач проводить інс­труктаж з техніки безпеки виконання лабораторних робіт в лабо­раторіях кафедри. Після цього кожний студент розписується в книзі обліку.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1

ВСТУПНЕ ЗАНЯТТЯ

Мета роботи

Виконанням цієї роботи передбачається:

1) ознайомити студентів з основними правилами техніки без­пеки при виконанні лабораторних робіт в лабораторіях кафедри теоретичної електротехніки;

2) надати студентам можливість ознайомитись з робочим міс­цем - універсальним навчально-дослідним лабораторним стендом (НДЛС), вивчити інструкцію, що регламентує умови його експлуа­тації;

3) надати студентам первинні навички складання електричних

кіл на стендах;

4) розглянути питання про визначення внутрішнього опору джерел живлення (на прикладі джерела постійної напруги).

ОСНОВНІ ПРАВИЛА ТЕХНІКИ БЕЗПЕКИ

2. Електричне коло дозволяється складати лише за умов від­сутності напруги на вихідних затискачах джерел живлення, що за­безпечується відповідним… 3. Одержавши дозвіл керівника занять, увімкнення та вимкнення електричного… 4. До лабораторних занять не допускаються студенти з при­красами, що вміщують металеві ланцюжки, оскільки в разі…

УМОВИ ЕКСПЛУАТАЦІЇ СТЕНДІВ

Вимірювальні прилади, розташовані на лицьовій панелі блоку сталої напруги, контролюють напругу і струм джерела. Величина   напруги регулюється ручкою "НАПРЯЖЕНИЕ".

Nbsp;   Робочі монтажна (а) та принципіальна (б) схеми

Таблиця 1.1

Е	U0	I	R0 =

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №2

ЗАКОНИ ОМА І КІРХГОФА. ПОТЕНЦІАЛЬНА ДІАГРАМА ЕЛЕКТРИЧНОГО КОЛА

Виконанням цієї роботи передбачається: 1) виконати дослідження нерозгалуженого електричного ко­ла, зіставити… 2) виконати дослідження розгалуженого електричного кола, зіставити результати експериментальних та теоретичних…

Робоче завдання

      Рис. 2.1а Монтажна схема.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № З

Метод накладання

Мета роботи

Виконанням цієї роботи передбачається експериментальна пе-ревірка справедливості принципу й методу накладання (суперпозиції) дії джерел ЕРС в лінійному електричному колі.

Підготовка до роботи

При підготовці до роботи студенти мають скласти протокол звіту, ознайомитись з методичними вказівками, робочим завданням та відповісти на такі. запитання:

1. В чому полягає сутність методу накладання?

2. Для розрахунків яких кіл метод накладання застосовувати не можна?

3. Яким чином за відомими частковими (обумовленими дією одного джерела енергії) напругами визначають підсумкову напругу окремих ділянок електричного кола?

4. Чи можна за відомими частковими потужностями визначати підсумкові потужності ділянок електричного кола?

5. Які прилади треба використати і яким чином вони мають бути підключені до схеми рис.3.1 з метою дослідної перевірки методу накладання?

6. Намалюйте схеми для визначення часткових струмів від дії джерел ЕРС Е₁ та Е₂ в схемі рис.3.1. При цьому врахуйте, що R₀₁ і R₀₂ - відповідно внутрішні опори цих джерел.

7. Як шляхом досліду визначити внутрішній опір R₀₁ і R₀₂ джерел ЕРС та величину їхньої ЕРС Е₁ та Е₂? Наведіть формули, намалюйте відповідні схеми.

Робоче завдання

1. Скласти електричне коло, зображене на рис.3.2.

2. Вимірити електрорушійні сили Е₁ та Е₂ джерел живлення та обчислити їхні внутрішні опори. Результати вимірів і обчислень занести в таблицю 3.1.

Таблиця 3.1 Рис 3.1

 

Е	U0	І

 

3. Визначити величини опорів R₁, R₂, R_З. Занести результат в таблицю 3.2.

^П1 Рис.3.2 Монтажна схема.

4. Вимірити силу струмів і напруги віток, враховуючи їхній напрямок, при дії джерела ЕРС Е₁. Для цього необхідно зняти пе­ремички П4 і П5 (виключити джерело ЕРС Е₂ з електричного кола), а до ділянки кола, позначеної на схемі рис.3.2 як П6, підключи­ти опір, величина якого дорівнює внутрішньому опору R₀₂.

5. Вимірити силу струмів і напруги віток, враховуючи їхній напрямок, при дії джерела ЕРС Е₂. Для цього необхідно зняти пе­ремички П1 і П2 (виключити джерело ЕРС Е₁ з електричного кола), а до ділянки кола, позначеної на схемі рис.3.2 як ПЗ, підключи­ти опір, величина якого дорівнює внутрішньому опору R₀₁.

6. Вимірити силу струмів і напруги віток, які створюються спільною дією джерел ЕРС Е₁ та Е₂.

7. Дані дослідів пп. 5-7 занести в таблицю 3.2.

Таблиця 3.2

Діє дж.

Робота

Струми віток і напруги на елементах кола

Вхідні та вза­ємні провідн.

Е1

Розрах

I11

U11

R1

I31

U31

R3

I21

U21

R2

G11

G31

G21

Дослід

Е2

Розрах

I12

U12

R1

I32

U32

R3

I22

U22

R2

G12

G32

G22

Дослід

Е1 та Е2

Розрах

I1

U1

R1

I3

U3

R3

I2

U2

R2

I1

I3

I2

Дослід

 

8. За даними пп.2,3 розрахувати схему рис.3.1, користуючись методом накладання; силу струмів віток і величини напруг на ре­зисторах R₁, R₂ та R_З занести в таблицю 3.2

9. Експериментальні дані порівняти з теоретичними розра­хунками.

10. Визначити вхідні і взаємні провідності віток. Викорис­тати їх для розрахунку струмів віток. .Одержаний результат за­нести в таблицю 3.2 і порівняти з результатом попереднього роз­рахунку.

11. Зробити висновки по роботі.

Завдання на навчально-дослідну роботу студентів

1. Користуючись методом накладання, визначити, при якій величині ЕРС E₁ струм I₃=0, якщо параметри інших елементів електричного кола залишаться незмінними.

2. Визначити, якою повинна бути величина ЕРС Е₂, щоб сила стуму першої вітки збільшилась вдвічі,

3. Розрахувати силу струму віток, якщо напрямок ЕРС Е₂ зміниться на протилежний.

Методичні вказівки

Метод накладання, який базується на принципі накладання, дозволяє поділити складну задачу визначення струмів віток електричного кола з "n"… Ik=I1k+I2k+….+Ink Uk=U1k+U2k+….+Unk

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА N 4

Еквівалентні перетворення сполучень опорів

Мета роботи Виконанням цієї роботи передбачається експериментальна перевірка… Підготовка до роботи

Методичні вказівки

що одну ділянку електричного кола можна замінити іншою (еквіва-   лентною) з однаковою кількістю затискачів. Раціональне еквіва­лентне перетворення має на меті спрощення ділянки…

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА N 5

ДОСЛІДЖЕНИЯ АКТИВНОГО ДВОПОЛЮСНИКА

Виконанням цієї роботи передбачається експериментальне та теоретичне дослідження активного двополюсника, перевірка теоре­ми про активний… Підготовка до роботи При підготовці до роботи студенти мають скласти протокол звіту, ознайомитись з методичними вказівками, робочим…