Обработка результатов измерений

Стр 1 из 4Следующая ⇒

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СТАРООСКОЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

им. А.А.Угарова (филиал)

Федерального государственного автономного

образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»

Кафедра АИСУ

Мякотина М.В.

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА

Рабочая тетрадь

По выполнению лабораторных работ

Для студентов направления

Строительство

(очной, заочной форм обучения)

Старый Оскол

2012

Рецензенты:

Начальник цеха эксплуатации и ремонта электроэнергооборудования ООО ОСМиБТ Кожин Е.Г.

Начальник лаборатории автоматизации Зюзгин Ю.А.

Составитель:

Мякотина М.В.

Рабочая тетрадь по выполнению лабораторных работ по курсу «Электротехника и электроника», для направления: 270800 –Строительство

© СТИ НИТУ МИСиС

Содержание

Лабораторная работа №1. 3

1.1 Цель работы.. 3

1.2 Основные теоретические положения. 3

1.3 Описание лабораторной работы.. 3

1.4 Порядок выполнения работы.. 3

1.5 Обработка результатов измерений. 3

1.6 Варианты заданий. 3

1.7 Контрольные вопросы и задания. 3

Лабораторная работа № 2. 3

2.1 Цель работы.. 3

2.2 Теоретические положения. 3

2.3 Описание лабораторной работы.. 3

2.4 Порядок выполнения работы.. 3

2.5 Обработка результатов измерений. 3

2.6 Варианты заданий. 3

2.7 Контрольные вопросы и задания. 3

Лабораторная работа №3. 3

3.1 Цель работы.. 3

3.2 Основные теоретические положения. 3

3.3 Описание работы.. 3

3.4 Порядок выполнения работы.. 3

3.5 Варианты заданий. 3

Лабораторная работа №4. 3

4.1 Цель работы.. 3

4.2 Основные теоретические положения. 3

4.3 Обработка результатов измерения. 3

4.4 Контрольные вопросы.. 3

4.5 Варианты заданий. 3

Список литературы.. 3

Лабораторная работа №1

«Опытная проверка законов Ома и Кирхгофа»

Цель работы

1.1 Убедиться на опыте в физической сущности законов Ома и Кирхгофа.

1.2 Изучить соотношения между токами и напряжениями при последовательном, параллельном и смешанном соединении резисторов.

1.3 Проверить на опыте справедливость законов Кирхгофа.

Основные теоретические положения

Расчет и анализ любых электрических цепей может быть произведен с помощью закона Ома и законов Кирхгофа. В соответствии с законом Ома для участка цепи, не содержащего источник Э.Д.С., ток в ней прямо пропорционален напряжению U на этом участке и обратно пропорционален его сопротивлению R:

(1.1)

Ток в полной цепи, содержащей источник Э.Д.С. E , определяется законом Ома для полной цепи:

, (1.2)

где r - внутреннее сопротивление источника.

На практике применяются различные виды соединений элементов электрической цепи. Соединение элементов, при котором через них проходит один и тот же ток, называется последовательным (рисунок 1.1.):

Рис. 1.1 Последовательное соединение элементов

Для такой цепи токи отдельных участков имеют одинаковое значение:

(1.3)

Напряжение всей цепи равно сумме напряжений на всех участках:

(1.4.)

где эквивалентное сопротивление всей цепи:

(1.5)

Соединение элементов, при котором соединены между собой их начала и концы, и напряжение на них одно и то же, называется параллельным (рисунок 1.2):

Рисунок 1.2. Параллельное соединение элементов.

Для такой цепи напряжения на всех элементах имеют одинаковое значение:

(1.6)

Ток в неразветвленной части цепи равен сумме токов в ветвях:

(1.7)

где

(1.8)

или эквивалентная проводимость цепи:

(1.9)

Соединение, при котором на одних участках цепи элементы соединены последовательно, а на других параллельно, называется смешанным. При расчете таких цепей используются соотношения как для последовательных, так и для параллельных соединений.

Согласно первому закону Кирхгофа алгебраическая сумма токов в узле электрической цепи равна нулю:

(1.10)

Согласно второму закону Кирхгофа алгебраическая сумма Э.Д.С. источников в любом замкнутом контуре электрической цепи равна алгебраической сумме падений напряжений на участках этого контура:

(1.11)

Описание лабораторной работы

Работа выполняется с использованием пакета прикладных программ Electronics Workbench версии 5.12 или 6.02. Пакет устанавливается в среде Microsoft Windows 95 или выше. Запуск пакета Electronics Workbench осуществляется щелчком левой клавиши мыши на ярлыке программы на Рабочем столе или воспользовавшись меню ПУСК/ПРОГРАММЫ/ Electronics Workbench / Electronics Workbench Pro.

В соответствующих библиотеках инструментов (название библиотеки указано в скобках) выбираем необходимые элементы схемы:

источник постоянного напряжения (Sources)

заземление (Sources)

резистор (Basic)

вольтметр (Indicators)

амперметр (Indicator)

Чтоб задать параметры элемента необходимо на выбранном элементе щелкнуть правой кнопкой мыши и выбрать пункт меню Component Properties… и в закладке Value указать необходимые параметры.

Порядок выполнения работы

1.4.1 Проверка опытным путем закона Ома. Собираем схему, представленную на рисунке 1.3. В соответствии с вариантом изменяем сопротивление резистора R (значения R1, R2, R3), и для каждого значения изменяем Uзад в указанном диапазоне с указанным шагом. Данные измерений заносим в таблицу 1.1.

По формуле 1.1 Рассчитываем ток в цепи и данные заносим в таблицу 1.1

Таблица 1.1

Задано		Измерено		Рассчитано
R, Ом	U, В	U, В	I, А	I,А

Расчеты

1.4.2 Провести исследование электрической цепи с последовательным соединением элементов. Для этого собрать схему представленную на рисунке 1.4.

В качестве R1, R2, R3 взять резисторы со значением сопротивлением как в прошлом опыте. Изменять Uзад в диапазоне как в прошлом опыте, занести измеренные данные в таблицу. Рассчитать Uэ, U1,U2, U3, Iэ, Rэ, и данные занести в таблицу 1.2.

Таблица 1.2

Задано

Измерено

Рассчитано

R1, Ом

R2, Ом

R3, Ом

Uзад, В

I1, А

I2, А

I3, А

Iэ, А

U1, В

U2, В

U3, В

Uэ, В

Iэ, А

U1, В

U2, В

U3, В

Uэ, В

Rэ, Ом

Расчеты

1.4.3 Провести исследование электрической цепи с параллельным соединением элементов. Для этого собрать схему представленную на рисунке 1.5.

В качестве R1, R2, R3 взять резисторы со значением сопротивлением как в прошлом опыте. Изменять Uзад в диапазоне как в прошлом опыте, занести измеренные данные в таблицу 1.2. Рассчитать Uэ, Iэ, I1, I2, I3, Rэ и данные занести в таблицу 1.3.

Таблица 1.3

Задано

Измерено

Рассчитано

R1, Ом

R2, Ом

R3, Ом

Uзад, В

I1, А

I2, А

I3, А

Iэ, А

U1, В

U2, В

U3, В

Uэ, В

Iэ, А

U1, В

U2, В

U3, В

Uэ, В

Rэ, Ом

Расчеты

1.4.4 Провести исследование электрической цепи со смешанным соединением элементов.

Для этого собрать схему представленную на рисунке.

В качестве R1, R2, R3 взять резисторы со значением сопротивлением как в прошлом опыте. Изменять Uзад в диапазоне как в прошлом опыте, занести измеренные данные в таблицу. Рассчитать U1, U2, U3, I1, I2, I3, Rэ по законам Кирхгофа и данные занести в таблицу 1.4

Таблица 1.4

Задано

Измерено

Рассчитано

R1, Ом

R2, Ом

R3, Ом

Uзад, В

I1, А

I2, А

I3, А

U1, В

U2, В

U3,В

I1, А

I2, А

I3, А

U1, В

U2, В

U3, В

Rэ, Ом

Расчеты

Обработка результатов измерений

Сравнить теоретические (расчетные) значения с практическими результатами. Заполнить таблицу 1.5

Таблица 1.5

Схема соединения	Задано				Получено
Схема соединения	R1, Ом	R2, Ом	R3, Ом	Uзад, В	I1, А	I2, А	I3, А	U3, В	U2, В	U3, В	Rэ, Ом
Последовательное


Параллельное


Смешанное

Расчеты

Сделать выводы по работе

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Варианты заданий

№ варианта	R1, Ом	R2, Ом	R3, Ом	Uзад, В; шаг изменения
1	30	50	80	30 50; шаг 10
2	20	40	60	10 70; шаг 30
3	10	30	50	5 65; шаг 30
4	40	100	120	15 35;шаг 10
5	50	90	130	20 60; шаг 20
6	100	150	200	25 105; шаг 40
7	100	200	300	30 50; шаг 10
8	200	400	600	10 70; шаг 30
9	150	300	450	20 40; шаг 10
10	200	500	800	20 80;шаг 30
11	1000	1500	3000	30 60;шаг 15
12	1500	3000	4500	40 100;шаг 30

Контрольные вопросы и задания

1.6.1 Что называется ветвью, узлом, контуром электрической цепи?

1.6.2 Какое соединение элементов электрической цепи называется последовательным, параллельным, смешанным?

1.6.3 Как определяется эквивалентное сопротивление цепи при последовательном, параллельном и смешанном соединении элементов?

1.6.4 Сформулируйте законы Кирхгофа.

1.6.5 Запишите уравнения баланса напряжений и баланса мощностей в электрической цепи.

1.6.6 Объясните назначение и схемы включения амперметра, вольтметра, ваттметра.

1.6.7 Как определить цену деления амперметра, вольтметра, ваттметра?

1.6.8 Объясните сущность измерения сопротивлений методом амперметра и вольтметра.

Лабораторная работа № 2

«Цепь постоянного тока с переменным сопротивлением нагрузки.

Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 232; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 4 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!