Электротехника Задачи и лабораторные работы

 

Цифровой мультиметр

Общий вид и назаначение деталей мультиметра

Правила работы с мультиметром Мультиметр вызывается на экран (рабочий стол) нажатием кнопки "Получить мультиметр" на верхней панели окна программы. Следующее нажатие на эту кнопку вызывает второй прибор (при этом кнопка блокируется). Для удаления прибора нужно щелкнуть на кнопке x в правом верхнем углу окна мультиметра. Прибор вместе со своими зажимами исчезает с экрана.

Измерения с помощью мультиметра Мультиметр позволяет проводить измерения:

      • напряжений постоянного и переменного тока;
      • силы постоянного тока;
      • сопротивлений участков цепи постоянного тока.
      • проверять наличие контактов с использованием звуковой сигнализации.

Двухканальный осциллограф предназначен для визуального наблюдения формы переменного напряжения

Общий вид и назначение деталей осциллографа

Правила работы с осциллографом Осциллограф вызывается на экран (рабочий стол) нажатием кнопки "Получить осциллограф" на верхней панели окна программы. Для удаления осциллографа нужно щелкнуть на кнопке x в правом верхнем углу его окна. Осциллограф вместе со своими зажимами исчезает с экрана.

Описание органов управления осциллографом Для того чтобы изображение сигнала на экране осциллографа не выходило за пределы экрана или не имело слишком малой амплитуды, необходимо правильно выбрать коэффициент усиления канала.

Электрический ток и элементы электрических цепей.

Электрический ток и электродвижущая сила Электрическим током называется упорядоченное движение электрических зарядов. За направление электрического тока принято направление движения положительных зарядов. Электрический ток возникает в проводниках под действием электрического поля.

Закон Ома для участка цепи Немецкий физик Георг Ом (1787-1854) в 1826 году обнаружил, что отношение напряжения U между концами металлического проводника, являющегося участком электрической цепи, к силе тока I в цепи есть величина постоянная

Последовательное и параллельное соединение проводников При последовательном соединении k проводников их общее электрическое сопротивление равно сумме электрических сопротивлений всех проводников

Работа и мощность постоянного электрического тока Работа А электрического тока равна количеству теплоты Q, выделяемому проводником (если не совершается механическая работа и не происходят химические реакции)

Внутреннее сопротивление источника тока В электрической цепи, состоящей из источника тока и проводников с электрическим сопротивлением R, ток совершает работу не только на внешнем, но и на внутреннем участке цепи. Электрическое сопротивление источника тока называется внутренним сопротивлением.

Закон Ома для полной цепи Для замкнутой цепи работа сторонних сил источника тока равна количеству теплоты, выделившейся на внешнем и внутреннем участках цепи

Конденсатор. Электрическая емкость Конденсатор представляет собой два разноименно заряженных проводящих тела (обкладки), находящихся на небольшом расстоянии друг от друга. Под зарядом конденсатора понимается заряд, расположенный на одной из внутренних, обращенных друг к другу, поверхностей этих обкладок. Заряды обкладок равны по модулю и противоположны по знаку.

Последовательное и параллельное соединение конденсаторов

Самоиндукция. Индуктивность проводника

Переменный электрический ток

Последовательная цепь переменного тока

Параллельная цепь переменного тока

Мощность в цепи переменного тока

Электроизмерительные приборы

Амперметр служит для измерения силы тока в электрической цепи. Он состоит из стрелочного прибора - гальванометра с внутренним сопротивлением Rа и параллельно подключенного к нему шунтирующего сопротивления Rш.

Вольтметр Прибор для измерения напряжения называют вольтметром. Он состоит из стрелочного прибора - гальванометра с внутренним сопротивлением Rв и последовательно подключенного к нему добавочного сопротивления Rд.

Характеристика деталей электрических схем и их маркировка

Резисторы Конструкция и технология изготовления резисторов имеют большое разнообразие. Различают резисторы постоянного и переменного сопротивления, проволочные, непроволочные, углеродистые, металлопленочные, композиционные, полупроводниковые и т.д.

Конденсаторы Конденсаторы, как и резисторы, отличаются большим разнообразием по конструкции и технологии изготовления. Существуют переменные, подстроечные, постоянные конденсаторы. Они бывают полярные и неполярные, металлобумажные, электролитические, стеклянные, керамические, танталовые, фторопластовые и т.д.

Катушки индуктивности применяют в качестве элементов колебательных контуров, фильтров и дросселей. Дроссели обычно служат для разделения переменной и постоянной составляющих тока.

Лабораторная работа №1: Изучение зависимости сопротивления реальных проводников от их геометрических параметров и удельных сопротивлений материалов

Лабораторная работа №2: Исследование сопротивлений проводников при параллельном и последовательном соединении

Лабораторная работа №3: ЭДС и внутреннее сопротивление источников постоянного тока. Закон Ома для полной цепи

Лабораторная работа №4: Исследование сложных цепей постоянного электрического тока

Лабораторная работа №5: Мощность в цепи постоянного тока

Лабораторная работа №6: Принципы работы плавких предохранителей в электрических цепях

Лабораторная работа №7: Элементы цепей переменного тока. Емкостное и индуктивное сопротивления, их зависимость от частоты переменного тока и параметров элементов

Лабораторная работа №8: Явление резонанса в цепи переменного тока

Продукт предназначен в помощь учащимся (и преподавателям) средних, а также средних специальных учебных заведений для изучения разделов курса физики "Электричество". Он естественным образом дополняет классическую схему обучения, состоящую из усвоения теоретического материала и выработки практических навыков экспериментирования в физической лаборатории.

Программа представляет собой электронный конструктор, позволяющий имитировать на экране монитора процессы сборки электрических схем, исследовать особенности их работы, проводить измерения электрических величин так, как это делается в реальном физическом эксперименте.

Технические требования к оборудованию

Содержание рабочего окна и основные принципы работы с комплексом

Монтажный стол Монтажный стол представляет собой набор из 7 х 7 = 49 контактных площадок, к которым "припаиваются" электрические детали, для сборки различных электрических схем. Каждая деталь может располагаться лишь между двумя ближайшими контактными площадками или вертикально или горизонтально. К деталям, в точки их соединения с контактными площадками, можно подключать щупы измерительных приборов

Панель деталей конструктора резистор (характеризуется сопротивлением в Омах и мощностью в Ваттах, "сгорает" при ее превышении)

Описания функций кнопок управления Кнопка открывает окно с папкой, в которой хранятся файлы со схемами, сохраненными ранее командой "Сохранить схему как…". Можно выбрать файл с необходимой схемой и открыть его стандартным способом, что приведет к появлению схемы в готовом виде на монтажном столе.

Панель комментариев На панели комментариев выводятся сведения о деталях и подсказки о назначении кнопок панели управления

Лабораторные работы по электротехнике и электронике

Исследование и характеристика трансформатора молой мощности

Указания по выполнению работы

Исследование и характеристика вращающего трансформатора

Исследование и характеристика исполнительного асинхронного микродвигателя с полым ротором

Лабораторная работа по основам электроники и электротехники

Элементы электрических цепей постоянного тока Измерение сопротивления резистора

Найдем токи в ветвях по методу контурных токов

Активный двухполюсник постоянного тока Расчёт трёхфазной цепи Основы электротехники

Переходные процессы в линейных цепях Цель работы: изучить переходные процессы в простых RLC цепях и проверить выполнение законов коммутации

Переходные процессы в линейных цепях второго порядка

Исследование электрических цепей с нелинейными элементами

Исследование режимов работы электрических цепей постоянного тока при наличии в схемах источников электродвижущей силы (ЭДС). Сопоставление результатов расчета с экспериментом.

Опытная проверка методов наложения и узловых потенциалов Расчет электрических цепей методом наложения основан на том, что ток на любом участке цепи равен алгебраической сумме частичных токов, создаваемых на этом участке от всех ЭДС цепи, действующих отдельно. При расчете цепей методом наложения поступают следующим образом: поочередно рассчитывают токи, возникающие от действия каждой из ЭДС, мысленно удаляя остальные из схемы, но оставляя в ней внутренние сопротивления источников. Затем находят токи в ветвях путем алгебраического сложения частичных токов.

Расчет методом наложения основан на том, что ток на любом участке цепи равен алгебраической сумме частичных токов, создаваемых на этом участке от всех ЭДС цепи, действующих отдельно. При расчете цепей методом наложения поступают следующим образом: поочередно рассчитывают токи, возникающие от действия каждой из ЭДС, мысленно удаляя остальные из схемы, но оставляя в ней внутренние сопротивления источников. Затем находят токи в ветвях путем алгебраического сложения частичных токов. Вероятности ошибки для системы с частичным откликом вида 1+D получены также вприложении Ви представлены в виде графиков.

Метод наложения Порядок выполнения работы

Расчет методом узловых потенциалов Ток в любой ветви схемы можно найти по закону Ома, если известны потенциалы узлов. Метод расчета электрических цепей, в котором за неизвестные принимаются потенциалы узлов схемы, называется методом узловых потенциалов.

Метод узловых потенциалов Порядок выполнения работы

Опытная проверка критериев преобразования треугольника резисторов в эквивалентную звезду и метода эквивалентного генератора В ряде случаев при расчете токов в линейных цепях производится преобразование соединения резисторов треугольником в соединение их эквивалентной звездой и наоборот

Входное сопротивление двухполюсника и напряжение холостого хода

Соединение резисторов в треугольник и звезду Цель работы: опытная проверка критериев преобразования треугольника резисторов в эквивалентную звезду и метода эквивалентного генератора.

Экспериментальное исследование цепей синусоидального тока

Последовательное соединение активного сопротивления и конденсатора

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: экспериментальное исследование цепей синусоидального тока при последовательном соединении активного сопротивления, индуктивной катушки и конденсатора , определение условий возникновения резонанса напряжений, построение векторных и линейных диаграмм по экспериментальным данным.

Экспериментальное исследование цепей синусоидального тока при параллельном и смешанном соединении активного сопротивления, индуктивной катушки и конденсатора, определение условий возникновения резонанса токов, построение векторных и линейных диаграмм по экспериментальным данным.

Параллельное соединение конденсатора и реостата

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: экспериментальное исследование цепей синусоидального тока при параллельном и смешанном соединении активного сопротивления, индуктивной катушки и конденсатора, определение условий возникновения резонанса токов, построение векторных и линейных диаграмм по экспериментальным данным

Опытная проверка основных соотношений для индуктивно связанных цепей при различных режимах

Если два контура или катушки расположены вблизи друг друга, то часть магнитного потока первой катушки пронизывает вторую и наводит в ней ЭДС взаимоиндукции, и наоборот, часть магнитного потока второй катушки пронизывает первую, наводя в ней ЭДС взаимоиндукции. Такие контуры или катушки называются магнитно- или индуктивно-связанными. Зажимы двух индуктивно-связанных катушек называются одноименными, если при одинаковом направлении токов относительно этих зажимов магнитные потоки самоиндукции и взаимоиндукции в каждой катушке совпадают по направлению.

Последовательное соединение двух индуктивно-связанных обмоток

Исследование резонансных явлений в линейных электрических цепях Цель работы – исследование условий возникновения и особенностей проявления резонанса в электрических цепях. Резонанс напряжений возникает в цепи, когда ее эквивалентное сопротивление относительно зажимов источника приобретает чисто резистивный характер, при этом реактивные составляющие входного сопротивления взаимно компенсируется.

Резонанс токов возникает в параллельном колебательном контуре при равенстве нулю суммарных реактивных проводимостей параллельного участка.

Переходные процессы в линейных электрических цепях Цепи, содержащие только резистивные элементы, не накапливают электрической энергии, для них связь между реакцией и воздействием описывается постоянным коэффициентом, который не зависит от предшествующего состояния цепи и определяется схемой соединения и параметрами резистивных элементов.

Иследование частотных характеристик электрических цепей При изучении частотных характеристик устройств используются следующие основные понятия. Воздействие – это, создаваемый внешним источником, параметры которого в основном определяются этим источником. При этом необходимо учитывать, что устройство, подключаемое к источнику определенным образом, также влияет на его выходные параметры. Реакция – это сигнал на выходе устройства, осуществляющего преобразование электрических сигналов.

По закону Кирхгофа составить системы уравнений для расчёта тока во всех ветвях схемы Найти силу тока во всех ветвях схемы методом контурных токов. Найти силу тока во всех ветвях схемы методом узловых потенциалов.

Найти силу тока во всех ветвях схемы методом контурных токов

Найти силу тока во всех ветвях схемы методом узловых потенциалов

Составить баланс мощностей в исходной схеме (с источником тока); вычислить отдельно суммарную мощность источников и суммарную мощность нагрузок (сопротивлений).

Преобразование схемы Рассчитаем токи по методу контурных токов.

Начертить потенциальную диаграмму для любого замкнутого контура, включающего обе ЭДС.

Электротехника курсовые, лабораторные, практика Математика, физика