Файл: ЛАБ(Эт).doc

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.08.2020

Просмотров: 346

Скачиваний: 4

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Федеральное агентство по образованию

Российской Федерации

ГОУ ВПО АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Физико-технический факультет

Кафедра вычислительной техники и электроники

Электрические цепи

Издательство Алтайского государственного университета

Барнаул 2010

Составитель: ст.преподаватель В.П. Кандауров

Рецензент: кандидат физ.-мат. наук, доц. В.В. Пашнев

Представлены лабораторные работы №1 - №6 из цикла практикума по курсу «Электротехника» для студентов специальности 230101.65 «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети» и направлению 230100 «Информатика и вычислительная техника».

Данный цикл создан на основании требований программы дисциплины «Электротехника и электроника».

План УМД 2008 г., п. 70 “А”

Подписано в печать 27.12.2010 г. Формат 60Х90/16.

Бумага газетная. Печать офсетная.

Усл. п. л. 0,8. Тираж 50 экз. Заказ .

Типография Алтайского государственного университета:

656099, г. Барнаул, ул. Димитрова, 66

СОДЕРЖАНИЕ

Лабораторная работа №1. ……………………………………………..4

Лабораторная работа №2.…………………. …………………………..7

Лабораторная работа №3...……………………………………….. ….. 10

Лабораторная работа №4.………………. ……………………………..13

Лабораторная работа №5 ………………………………………………17

Лабораторная работа №6 ………………………………………………19

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1.

Законы электрических цепей постоянного тока

Цель работы:

  1. Проверка закона Ома для участка цепи.

  2. Проверка закона Ома для полной цепи.

  3. Проверка правила Кирхгофа для токов.

  4. Проверка правила Кирхгофа для напряжений.

  5. Последовательное соединение резисторов.

  6. Параллельное соединение резисторов.

Таблица1

Вариант

I,A

E,B

r,Ом

R,Ом

R1,Ом

R2,Ом

R3,Ом

R4,ОМ

R5,Ом

R6,Ом

1

1

3

1

8

3

5

2

1

1

7

2

1,5

6

2

5

5

4

7

1

2

5

3

3

4,5

1

9

4

2

5

3

3

6

4

2

1,5

2

4

2

7

4

6

4

2

5

0,5

9

3

7

7

2

8

4

5

3

6

2,5

12

2

8

2

3

3

8

6

2

7

3,5

8

1

11

3

6

1

2

7

1

8

4

10

2

10

6

2

6

4

8

2

9

0,8

15

3

9

8

1

3

5

9

1

10

0,6

10

1

6

1

4

2

6

3

5

Порядок выполнения работы.

1.Собрать схему (рис.1), установить номиналы компонентов согласно значениям вашего варианта (таб.1) и проверить выполнение соотношения

(1.1)

Рис.1. Схема для проверки закона Ома для участка цепи.

Результаты представить в виде таблицы.

2.Собрать схему (рис.2), установить номиналы компонентов согласно значениям вашего варианта (таб.1) и проверить выполнение соотношения

(1.2)

Результаты представить в виде таблицы.

I

Рис.2. Проверка закона Ома для полной цепи.

3. Для исследования по пп. 3 и 4 используется схема (рис.3). Ее рабочий вариант представлен на рис.4.

Рис.3. Исследуемая схема.

Рис.4. Рабочий вариант схемы.

Собрать схему (рис.4), установить номиналы компонентов согласно значениям вашего варианта (таб.1) и проверить выполнение правила Кирхгофа для токов в узлах (они обозначены черными точками) и для напряжений для контуров E-R1-R2; R2-R3-R4; R4-R5-R6; E-R1-R3-R6-R5.

4. Последовательное и параллельное соединение резисторов.

а). Для проверки правила расчета последовательной цепи резисторов надо в схеме (рис.3) положить R2 = R4 = ∞, а вместо источника Е подключить мультиметр в режиме измерения сопротивления (рис.5).

Рис.5. Виртуальный омметр.

Значения для оставшихся резисторов взять из таб.1. Проверить выполнение соотношения

(1.3)

б). Для проверки правила расчета параллельной цепи резисторов надо в схеме (рис.3) положить R1 = R3 = R5 = 0, а вместо источника Е также подключить мультиметр. Значения для оставшихся резисторов взять из таб.1.

Проверить выполнение соотношения

(1.4)

Для выражений (1.3) и (1.4) произвести вычисления и сравнить с показаниями мультиметра. Результаты расчетов и опыта представить таблицей.

5. Сделать выводы по итогам работы.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2.

Двухполюсники

Цель работы:

1. Изучение свойств двухполюсников:

а). Пассивные двухполюсники: входное сопротивление;

б).Активные двухполюсники: режимы работы; выходное сопротивление; согласованный режим.

Таблица 2.1

Вар.

Е1,В

Е2,В

E3,B

r,Ом

R,Ом

R1,Ом

R2,Ом

R3,Ом

R4,ОМ

R5,Ом

R6,Ом

1

7

2

3

1

8

3

5

2

1

1

7

2

10

5

6

2

5

5

4

7

1

2

5

3

3

6

5

1

9

4

2

5

3

3

6

4

2

4

8

2

4

2

7

4

6

4

2

5

5

8

9

3

7

7

2

8

4

5

3

6

7

5

12

2

8

2

3

3

8

6

2

7

6

7

8

1

11

3

6

1

2

7

1

8

4

9

10

2

10

6

2

6

4

8

2

9

9

6

15

3

9

8

1

3

5

9

1

10

4

2

10

1

6

1

4

2

6

3

5

Порядок выполнения работы.

1.Пассивные двухполюсники.

Собрать схему (рис.2.1), установить номиналы компонентов согласно значениям вашего варианта (таб.2.1) и:

- вычислить значение сопротивления между точками а и б;

Рис.2.1. Схема пассивного двухполюсника.

- собрать схему (рис.2.2) и определить входное сопротивление по формуле

Rвх=(2.1)

Рис.2.2. Схема для определения входного сопротивления.

- в схему (рис2.1), ко входу (а,б) вместо Е2, подключить мультиметр и измерить входное сопротивление. Результаты представить в виде таблицы и сравнить.

2. Активные двухполюсники. Режимы работы.

- режим холостого хода. Собрать схему (рис.2.3), установить номиналы компонентов согласно значениям вашего варианта (таб.2.1) и определить напряжение холостого хода (Uхх);

Рис.2.3. Определение напряжения холостого хода.

- режим короткого замыкания. Собрать схему (рис.2.4), установить номиналы компонентов согласно значениям вашего варианта (таб.2.1) и определить ток короткого замыкания (Iкз);

Рис.2.4. Определение тока короткого замыкания.

Рассчитать значения Uхх и Iкз и сравнить с измеренными. По расчетным и измеренным данным Uхх и Iкз и по (2.2) вычислить выходное сопротивление (Rвых) исследуемого двухполюсника. Результаты сравнить.

Rвых = Uхх/ Iкз (2.2)

- согласованный режим работы двухполюсников – режим, при котором мощность отдаваемая нагрузке - максимальна.


Еэ≡ Uхх



ri ≡ Rвых

Rн

Рис. 2.5. Схема исследования зависимости мощности выделяемой на нагрузке (РН) и кпд (η) от сопротивления нагрузки (RН).

- собрать схему (рис.2.5). Установить значения Еэ и ri равными соответственно напряжению холостого хода и выходному сопротивлению Вашего активного двухполюсника, а пределы изменения сопротивления нагрузки взять RН (0; 4ri).

- построить графики зависимости мощности на нагрузке и кпд от величины нагрузки.

3. Сделать выводы по итогам работы.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3.

Двухполюсники (источники питания)

Цель работы:

  1. Изучение последовательного соединения источников эдс. Выходное сопротивление.

  2. Изучение параллельного соединения источников эдс. Выходное сопротивление.

  3. Проверка выполнения баланса мощностей (закон сохранения энергии).

Таблица 3.1

Вар.

Е1,В

Е2,В

E3,B

r1,Ом

r2,Ом

r3,Ом

R1,ОМ

R2,Ом

R3,Ом

1

7

2

3

3

5

2

1

1

7

2

10

5

6

5

4

7

1

2

5

3

3

6

5

4

2

5

3

3

6

4

2

4

8

2

7

4

6

4

2

5

5

8

9

7

2

8

4

5

3

6

7

5

12

2

3

3

8

6

2

7

6

7

8

3

6

1

2

7

1

8

4

9

10

6

2

6

4

8

2

9

9

6

15

8

1

3

5

9

1

10

4

2

10

1

4

2

6

3

5

Порядок выполнения работы.

1.Последовательное соединение источников эдс.

Соберите схему (рис.3.1), установите номиналы компонентов согласно значениям вашего варианта (таб.3.1) и:

Рис. 3.1. Последовательное соединение источников эдс.

Рис. 3.1. Последовательное соединение источников эдс.

- вычислите значение выходного сопротивления по формуле (3.1)

(3.1)

и значение эквивалентной эдс согласно (3.2)

(3.2)

- определить выходное сопротивление rB и эдс на зажимах ab, пользуясь программой EWB. Результаты представить в виде таблицы.

2.Параллельное соединение источников эдс.

Соберите схему (рис.3.2), установите номиналы компонентов согласно значениям вашего варианта (таб.3.1) и:

Рис. 3.2. Параллельное соединение источников эдс.

Соберите схему (рис.3.2), установите номиналы компонентов согласно значениям вашего варианта (таб.3.1) и:

- вычислите значение выходного сопротивления по формуле (3.3)

(3.3)

и значение эквивалентной эдс согласно (3.4)

(3.4)

- определите выходное сопротивление rB и эдс (Е0) на зажимах ab,

пользуясь программой EWB. Результаты представить в виде таблицы;

- сделайте выводы по итогам этой части работы.

3.Проверка выполнения баланса мощностей (закон сохранения энергии).

- в схеме (рис.3.3) установите номиналы компонентов согласно значениям вашего варианта и исследуйте ее на предмет выполнения соотношения

(3.5)

Рис. 3.3. Схема для проверки баланса мощностей.

- результаты представьте в таблицы и сделайте выводы.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4.

Реактивные элементы в цепи переменного тока

Цель работы:

  1. Проверка символьного метода расчета цепей переменного тока.

2. Емкость в цепи переменного тока. Реактивное сопротивление. Мощность.

3. Индуктивность в цепи переменного тока. Реактивное сопротивление. Мощность.

  1. Смешанные цепи. Полная мощность. Баланс мощности.

Таблица 4.1

Вар.

Е1,В

f,Гц

R1,Ом

L1,мГн

С1,мкФ

1

10

50

10

50

100

2

12

50

8

40

300

3

9

50

9

20

400

4

10

50

10

20

100

5

9

50

9

50

500

6

12

50

8

30

300

7

10

50

9

40

400

8

9

50

12

20

100

9

10

50

10

50

200

10

12

50

12

30

300

Рис. 4.1. Рабочая схема для выполнения заданий.

Порядок выполнения работы.

  1. Символьный метод расчета цепей переменного тока.

Расчет проводится на множестве комплексных чисел. Значения физических величин представляются следующим образом:

- ток →

- напряжение →

  • импеданс (сопротивление) → ,

где I и U – действующие значения тока и напряжения и измеряются приборами.

, .

Импедансы представляются следующим образом:

, , ,

где - реактивные сопротивления.

Мощность в цепи переменного тока представляется как

,

где - комплексно-сопряженное значение тока, - полная мощность, P – активная (полезная) мощность (рассеивается на резисторе и измеряется ваттметром), Q – реактивная мощность (потребляется электрической цепью, но полезной мощностью не является).

Поскольку математическая форма законов для цепей постоянного и переменного тока совпадают, то расчет цепей последних производится точно так же.

  1. Емкость в цепи переменного тока.

Смотрите также файлы