Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО «Хабаровская государственная академия экономики и права»
Коммерческий факультет
Кафедра естественнонаучных дисциплин
С.В. Власьевский, О.А. Клинкова
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА
Учебное пособие по выполнению лабораторных работ
Хабаровск 2008
ББК Ж В 58
Рецензенты: Дальневосточный филиал ФГУП ВНИИФТРИ
(ученый секретарь доктор физико-математических наук В. А. Луговой)
доцент кафедры электротехники, электроники и электромеханики Дальневосточного государственного университета путей сообщения, кандидат технических наук, доцент В. В. Кульчицкий
Власьевский С.В., Клинкова О.А.
В58 Электротехника и электроника : учебное пособие по выполнению лабораторных работ / С. В. Власьевский, О. А. Клинкова. – Хабаровск : РИЦ ХГАЭП, 2008. – 60 с.
Соответствует дисциплине «Электротехника и электроника» по государственному образовательному стандарту профессионального образования специальностей 271200 «Технология продуктов общественного питания» и 351100 «Товароведение и экспертиза потребительских товаров».
Рассмотрены сведения по методике выполнения лабораторных работ, предназначенных для практического закрепления основных лекционных разделов дисциплины «Электротехника и электроника»: цепи постоянного, однофазного и трёхфазного синусоидальных токов, магнитные цепи, трансформаторы, электрические машины, полупроводниковые и электронные приборы, электронные усилители, электрические измерения и приборы.
В краткой форме изложен теоретический материал и контрольные вопросы для подготовки к зачёту.
Предназначен для студентов 2 и 3-го курсов всех форм обучения.
Утверждено издательско-библиотечным советом академии в качестве учебного пособия для студентов
© Хабаровская государственная академия экономики и права, 2008
2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение…………………………………………………………………..….. 4
1.Организация проведения лабораторных работ…………………………. 5
2.Техника безопасности выполнения лабораторных работ…………...…. 6
3.Общие указания по выполнению лабораторных работ……………...…. 7
4.Обработка результатов эксперимента и оформление отчёта по лабораторной работе………………………………………..…………….. 8
Лабораторная работа № 1 Исследование линейных электрических цепей постоянного тока…………………………………………………………….. 10 Лабораторная работа № 2 Исследование разветвлённых электрических цепей постоянного тока с несколькими источниками энергии………...… 14 Лабораторная работа № 3 Исследование линии электропередачи постоянного тока…………………………………………………………..… 17 Лабораторная работа № 4 Исследование активного и реактивных сопротивлений электрической цепи переменного тока…...……………… 22 Лабораторная работа № 5 Исследование последовательного соединения
R, L, C элементов электрической цепи переменного тока……………...… 25 Лабораторная работа № 6 Исследование параллельного соединения R,
L, C элементов электрической цепи переменного тока………………..…. 28 Лабораторная работа № 7 Определение активной, реактивной и полной мощностей и энергий в цепи переменного тока………………………...… 32 Лабораторная работа № 8 Исследование индуктивно-связанных вторичных обмоток трансформатора………………………………………. 34 Лабораторная работа № 9 Исследование характеристик магнитного
поля и его магнитных цепей……………………………………………...… 38 Лабораторная работа № 10 Исследование трёхфазной цепи при соединении нагрузки звездой……………………………………………..... 41 Лабораторная работа № 11 Исследование генератора постоянного тока параллельного возбуждения……………………………….……………….. 44 Лабораторная работа № 12 Исследование трёхфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором……………………………...…… 48 Лабораторная работа № 13 Исследование полупроводникового диода………………………………………………………………………….. 51 Лабораторная работа № 14 Определение погрешностей измерения электроизмерительных приборов………………………………………....... 55 Заключение…………………………………………………...……………… 58 Библиографический список………………………………………………… 59
3
ВВЕДЕНИЕ Электротехника и электроника как технические области науки находят
широкое применение в различных устройствах промышленности и транспорта. Особенно многочисленными из этих областей являются устройства, основанные на теории переменного тока, электрические машины и электронные устройства. Закрепление теоретического материала по такой дисциплине лучше всего выполнять на физических моделях в виде лабораторных стендов.
Настоящее пособие содержит методику выполнения лабораторных работ, в которой изложены общие теоретические сведения и рекомендации по изучению с помощью физических моделей цепей постоянного и переменного токов, устройства и принципа действия электрических машин, трансформаторов, полупроводниковых приборов, электронных усилителей, электрических измерений и измерительных приборов, а также снятие и расчёта их основных характеристик.
Впособии представлены 14 лабораторных работ:
1.Исследование линейных электрических цепей постоянного тока.
2.Исследование разветвлённых электрических цепей постоянного тока с несколькими источниками энергии.
3.Исследование линии электропередачи постоянного тока.
4.Исследование активного и реактивных сопротивлений электрической цепи переменного тока.
5.Исследование последовательного соединения R, L, C элементов электрической цепи переменного тока.
6.Исследование параллельного соединения R, L, C элементов электрической цепи переменного тока.
7.Определение активной, реактивной и полной мощностей и энергий в цепи однофазного переменного тока.
8.Исследование индуктивно-связанных вторичных обмоток трансформатора.
9.Исследование характеристик магнитного поля и его магнитных цепей.
10.Исследование трёхфазной цепи при соединении нагрузки звездой.
11.Исследование генератора постоянного тока параллельного возбуждения.
12.Исследование трёхфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
13.Исследование полупроводникового диода.
14. Определение погрешностей измерения электроизмерительных приборов.
Для успешного выполнения лабораторных работ помимо рекомендуемой литературы и теоретических сведений, изложенных в данном пособии, в конце каждой лабораторной работы приведены вопросы для подготовки к выполнению и защите работ.
4
1. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
Лабораторные работы по электротехнике и электронике знакомят студентов с методикой выполнения лабораторных работ, предназначенных для практического закрепления основных лекционных разделов дисциплины «Электротехника и электроника»: цепи постоянного, однофазного и трёхфазного переменных токов, магнитные цепи, трансформаторы, электрические машины, полупроводниковые и электронные приборы, электрические измерения и приборы.
Работы позволяют экспериментально проверить основы теории электротехники и электроники, получить навыки по сборке электрической схемы, состоящей из активных и реактивных элементов нагрузки, источника питания и измерительных приборов.
Непосредственное участие в проведении лабораторной работы вырабатывает у студентов практические знания по методике проведения опытов и обработке их результатов. Полученные результаты лабораторного исследования позволяют научить студентов правильно оценивать свойства и возможности работы схемы.
Важнейшим условием получения хороших практических знаний является предварительная подготовка студентов к каждой лабораторной работе, а также понимание цели и содержания работы. Поэтому перед выполнением лабораторных работ студент должен изучить её содержание и порядок выполнения, повторить основы теории по конкретной схеме опыта, связанного с выполнением данной работы, подготовить таблицы для занесения результатов измерения и расчётов.
Студент должен иметь отдельную рабочую тетрадь для записей измерений и расчётов. На основании этих записей он оформляет отчёт о проделанной работе, выполненный в соответствии с требованиями стандарта. Лабораторные работы выполняются бригадами студентов по 3–4 человека. В процессе работы каждый член бригады выполняет определённые обязанности, которые необходимо менять так, чтобы все члены бригады приобрели навыки по различным видам лабораторного исследования.
Лабораторная работа завершается составлением отчёта и сдачей зачёта по ней. Работа принимается к рассмотрению, если отчёт содержит необходимые схемы, таблицы и графики зависимостей, построенные по данным таблицы. Оформление отчёта должно быть выполнено правильно и аккуратно. Лабораторная работа засчитывается, если кроме правильно выполненного и оформленного отчёта студент ответил на вопросы преподавателя, обнаружив знания устройства и принципа действия объекта лабораторного исследования и понимание процессов, объясняющих полученные результаты.
5