Лабораторна робота Вивчення програмного icon

Лабораторна робота Вивчення програмного


Скачать 119.31 Kb.
НазваниеЛабораторна робота Вивчення програмного
страница1/3
Размер119.31 Kb.
ТипЛабораторна робота
  1   2   3


ЗМІСТ

Вступ ...………………………………………………………………...4

Лабораторна робота 1. Вивчення програмного

середовища Multisim»……………………………………..….5

Лабораторна робота 2. ДОСЛІДЖЕННЯ ЕЛЕКТРИЧНОГО КОЛА

ПОСТІЙНОГО СТРУМУ (змішане включення елементів)……...…7

Лабораторна робота 3. Дослідження електричного

кола постійного струму (перетворення

«трикутник» – «зірка») ……………………………………………...13

Лабораторна робота 4. Дослідження розгалуженого

кола постійного струму (закони КІрхгофа)……………………………………………………..……………..17

Лабораторна робота 5. ДОСЛІДЖЕННЯ РОЗГАЛУЖЕНОГО

^ КОЛА ПОСТІЙНОГО СТРУМУ (МЕТОД ЕКВІВАЛЕНТНОГО

ГЕНЕРАТОРА)…………………………………………………………...….21

Лабораторна робота 6. Дослідження параметрів

електричного КОЛА синусоїдного струму……………….....25

Лабораторна робота 7. Дослідження електричного

кола синусоїдного струму з взаїмоїндуктівнимі

зв’язкамі (послідовне з'єднання)……………………………….36

Лабораторна робота 8. Дослідження електричного

кола синусоїдного струму з взаїмоїндуктівнимі

зв’язкамі (паралельне з'єднання)……………………………….43

Список літератури…………………………….…………………....49

Лабораторні роботи підготовлено згідно з робочою навчальною програмою дисципліни «Теоретичні основи електротехніки» за модулем №1 для студентів напряму підготовки 6.050701 «Електротехніка та електротехнологіі».

Мета лабораторних робіт – закріплення теоретичних знань студентів, вдосконалення навичок дослідження фізичних процесів в електричних колах.

Роботи виконуються у три етапи. На першому підготовчому етапі, який передує роботи; за допомогою літератури вивчати теоретичні аспекти роботи; відповісти на частину контрольних запитань; підготувати протокол лабораторної роботи, в якому вказати мету роботи, зображати досліджену схему, головні етапи завдання, таблицю для запису результатів дослідження.

На другому етапу отримати у викладача значення елементів схеми та зібрати її. Протягом досліджень, занотовуючи отримані результати, необхідно одночасно аналізувати їх з метою запобігання похибок, які можуть виникнути за рахунок помилок у з’єднанні елементів схеми, або помилок у програмі.

На завершальному етапі роботи необхідно провести обчислення, накреслити графіки та діаграми, порівняти результати дослідів з теоретичними розрахунками і зробити висновки відносно досліджених процесів, занотувати їх у звіт роботи. Дати відповідь на контрольні питання і захистити роботи перед викладачем.

Лабораторна робота 1


^ Вивчення програмного середовища «Multisim»


Мета роботи. Вивчити роботу з елементами електротехнічних схем в середовищі «Multisim».

Лабораторна установка: джерела напруги, резистори, індуктивності, конденсатори, амперметр, вольтметр, мультиметр, осцилограф, генератор напруги, вимикачі.

^ Порядок виконання роботи

1. Елементи схеми вибираються з лівої колонки «інструментів» шляхом натиснення на необхідну групу і вибору в розкритій базі необхідного елементу. Натиснувши і відпустивши кнопку «миші», переміщаємо покажчик у вибране на моніторі місце і фіксуємо натисканням на кнопку «миші».

2. Переміщення елементів схеми. Навести покажчик на переміщуваний елемент і натиснути ліву кнопку «миші». Після активізації елементу (з'являються обмежувальні мітки), утримуючи натиснутою ліву кнопку «миші», перемістити елемент в необхідне місце екрану і відпустити ліву кнопку «миші». Це дозволить зафіксувати даний елемент. Згідно схеми рис. 1.1а розмістити елементи на екрані монітора.

3. Поворот елементів схеми. Навести на елемент покажчик «миші» і натиснути праву кнопку. Після появи опцій роботи з елементом вибрати напрям повороту і здійснити його.

4. З'єднання елементів схеми. Для з'єднання елементів схеми навести покажчик «миші» на виводи елементу і при появі перехрестя натиснути і відпустити ліву кнопку «миші». Провести з'єднання необхідних виводів двох елементів, натиснувши і відпустивши ліву кнопку «миші» зафіксувати дане з'єднання. Для відміни з'єднання, замість натиснення лівої кнопки «миші», натиснути і відпустити праву кнопку «миші». З'єднати елементи згідно рис. 1.1а.

5. Видалення елементів схеми і з'єднань. Для видалення елементу схеми навести на нього покажчик «миші» (з'єднання) і натиснути ліву кнопку. Після активізації елементу натиснути на клавіатурі «Del», або на панелі «вирізати» (ножиці).


а)

б)


Рис. 1.1


Примітка: відміна попередніх дій в програмі не передбачено.

6. Активізація елементів схеми з метою зміни їх параметрів. Для активізації навести на елемент покажчик «миші» і двічі клацнути лівою кнопкою. З'являється робоча панель даного елементу.

Мультиметр – на передній панелі мультиметра вибрати вид вимірювання (амперметр, вольтметр, омметр) і рід струму схеми.

^ Ватметр – передня панель є цифровою індикацією показань приладу.

Осцилограф – на передній панелі осцилографа за допомогою органів управління можна змінювати коефіцієнт розгортки, коефіцієнти відхилення сигналів для каналів А і В по вертикалі, спосіб синхронізації.

^ Амперметр, вольтметр – в опції «mode» можна задати рід струму (DC – постійний струм; AC – змінний струм). Натиснувши опцію «Replace», можна перейти до зміни параметрів приладу (змінити полярність виводів або напрями клем приладу).

^ Резистор, індуктивність, конденсатор – натиснути опцію «Replace». Вибрати потрібний номінал елементу і натиснути «Ок».

У разі застосування елементів із змінними параметрами: (зміна задається у відсотках від номіналу) для зменшення величини необхідно натискати заданий на елементах «ключ» (буква клавіатури), а для збільшення одночасно натискати «Shift» і «ключ».

6. Зібрати схему № 2, приведену на рис. 1.1б. Натиснути в правому верхньому куті вимикач «Run», що дозволить включити схему в роботу. Провести активізацію різних елементів схеми.

Примітка: активізацію елементів, окрім мультиметра, ватметра, осцилографа проводити при відключеному стані схеми (вимикач «Run» розімкнений).


Лабораторна робота 2


^ ДОСЛІДЖЕННЯ ЕЛЕКТРИЧНОГО КОЛА

ПОСТІЙНОГО СТРУМУ

(змішане включення елементів)


Мета роботи. Дослідження електроенергетичних співвідношень електричного кола постійного струму з паралельним та послідовним з'єднанням елементів, експериментальне підтвердження закону Ома.

^ Теоретичні положення

Пасивними елементами електричного кола є приймачі електричної енергії. У теорії кіл постійного струму пасивними елементами є резистори.

Активними елементами схем заміщення є джерела електроенергії. Електричне коло, що містить джерело електричної енергії називається активним колом. Реальні джерела електроенергії представляють (з певним ступенем наближення) або у вигляді джерела електрорушійні сили (ЕРС) або у вигляді джерела струму.

Джерело ЕРС – джерело електромагнітної енергії, що характеризуються електрорушійною силою і внутрішнім електричним опором.

Частина схеми, обведена на рис. 2.1 пунктиром, є джерелом ЕРС.




Рис. 2.1 Рис. 2.2

Напрям дії ЕРС указується від негативного затискача до позитивного.

Якщо до затискачів джерела ЕРС приєднати приймач (навантажити джерело), то у колі виникає струм. При цьому напруга (різниця потенціалів) на затискачах 1 і 2 вже не буде дорівнювати ЕРС внаслідок падіння напруги Uвн у середині джерела енергії, тобто на його внутрішньому опорі rвн:



Залежність напруги джерела від струму, що віддається їм, називається зовнішньою характеристикою джерела або вольтамперной характеристикою (рис. 2.2).

Якщо , напруга на затисках джерела спадає за лінійним законом (рис.2.2).

До речі, напрям дії напруги прийнято позначати від точки з більшим потенціалом до точки з меншим потенціалом.

Ділянка вольтамперної характеристики, на якій збільшення струму супроводжується зменшенням напруги, називають спадною вольтамперной характеристикою.

Якщо вважати , то падіння напруги всередині джерела також буде дорівнювати нулю.

Джерело ЕРС, внутрішній опір якого дорівнює нулю, називають ідеальним джерелом ЕРС. Вольтамперна характеристика ідеального джерела ЕРС проходить паралельно осі абсцис.

Закон Ома. Для ділянки кола: сила струму прямо пропорційна напрузі і обернено пропорційна опору цієї ділянки кола, тобто:

.

Для ділянки кола з ЕРС (рис. 2.3, 2.4):

.




Рис. 2.3 Рис. 2.4

Причому ЕРС записується із знаком «плюс», якщо її напрям співпадає з напрямом струму і з «мінусом», якщо ЕРС направлена назустріч струму.

Для замкненого кола, наведеного на рис. 2.1:

.

Сила струму прямо пропорційна ЕРС джерела і обернено пропорційна повному опору кола .

Звідси слідує, що .

Послідовне з’єднання ділянок електричного кола – це таке з'єднання, при якому через всі ділянки кола проходить один і той же струм (рис. 2.5). В цьому випадку:

,

де: .

Закон Ома для всього кола запишеться таким чином:

. (2.1)

Звідси , тобто: .





Рис. 2.5

Баланс потужностей. Згідно закону збереження енергії, робота і потужність джерел електричної енергії будь-якого кола повинні дорівнювати роботі і потужності всіх споживачів цього кола:

або ,

де – потужність, що розвивається джерелом енергії;

– потужність навантаження (приймача);

– алгебрична сума, де позитивні ті з доданків, для яких напрями дії ЕРС і відповідного струму співпадають, інакше доданок від’ємний;

– арифметична сума, в якій повинні бути враховані як зовнішні опори, так і опори самих джерел енергії.

Баланс потужностей використовується для перевірки правильності розрахунку струмів. Якщо струми обчислені вірно, повинна вийти тотожність. Реально можна вважати, що струми знайдені правильно, якщо відносна похибка

,

не перевищує ±5 %.

Паралельне з’єднання ділянок електричного кола – це таке з'єднання, при якому всі ділянки кола приєднуються до однієї пари вузлів, тобто знаходяться під дією однієї і тієї ж напруги (рис. 2.6).





Рис. 2.6

За першим законом Кірхгофа:

,

де - еквівалентна провідность.

Таким чином

.

Для двох паралельних віток

; .

Якщо маємо п однакових паралельних віток, то ,

де R – опір будь-якої вітки.

Змішане з'єднання ділянок електричного кола – це поєднання послідовного і паралельного з'єднання ділянок електричного кола (рис. 2.7).


Рис. 2.7

Опір паралельної ділянки .

Повний (еквівалентне) опір кола .

Загальний (повний) опір кола .


Порядок виконання роботи

1. Отримати у викладача значення напруги джерел та зібрати з елементів досліджувану схему (рис. 2.8).



Рис.2.8

2. Включити схему і записати у таблицю 2.1 показання приладів і основні параметри елементів схеми.

Таблиця 2.1

EЕ1 В

EЕ2 В


І1

А

IІ2 А

IІ3 А

UВ

UU1 В

UU24 В


R11 Ом


R2 Ом


R3 Ом


R4 Ом


R5 Ом









































3. За результатами вимірювань розрахувати: параметри пасивних елементів, еквівалентний опір, потужність джерела, потужність приймачів і ККД (при розрахунку ККД враховувати, що R1 –внутрішньо опір джерела). Результати записати у табл. 2.2.

Таблиця 2.2

R1

Ом

R2

Ом

R34 Ом

R

Ом

I1

А

Pдж

Вт

P

Вт

η


























4. Скласти і перевірити баланс потужностей.

5. Проаналізувати отримані результати.

6. Зробити висновки.

7. Оформити звіт.


Контрольні питання

1. Пояснити закон Ома для ділянки кола

2. Пояснити закон Ома для замкненого кола

3. Записати вирази еквівалентного оперу при послідовному з’єднані.

4. Записати вирази еквівалентного оперу при паралельному з’єднані.

5. Пояснити вольтамперну характеристику джерела ЕРС.


Лабораторна робота 3


^ Дослідження електричного кола

постійного струму

(перетворення «трикутник» – «зірка»)


Мета роботи. Дослідження електроенергетичних співвідношень електричного кола постійного струму із з'єднанням елементів трикутником і експериментальне підтвердження еквівалентності переходу від трикутника до з’єднання зіркою.


^ Теоретичні положення

Умовою еквівалентності з’єднань елементів трикутником і зіркою є рівність опорів або провідностей між парою відповідних точок 1, 2, 3 обох ланцюгів (рис. 3.1) і незмінність струмів і напруг в елементах кола, які не піддалися перетворенню.

На рис. 3.1 показана початкова схема (а) і схема після перетворення (б).





а) в)

Рис. 3.1

У зірці між точками 1 і 2 включені дві паралельні вітки R1 і R2.

У трикутнику між точками 1 і 2 включені дві паралельні вітки R12 і (R23+ R31).

Отже:

(3.1)

Аналогічно:

(3.2)

(3.3)

Додаючи рівняння (3.1) і (3.3), одержимо:

(3.4)

Віднімемо з рівняння (3.4) рівняння (3.2), одержимо



і остаточно

. (3.5)

Аналізуючи одержану формулу, можна зробити висновок: опір променя зірки, підключеного до даної точки, дорівнює добутку опорів трикутника, що сходяться в даній точці, поділеному на суму опорів всіх елементів трикутника.

На підставі цього висновку, аналогічно можуть бути визначені опори двох інших променів зірки:

(3.6)

(3.7)

При переході від зірки до трикутника заданими є опори зірки R1, R2, R3 (рис. 3.1).

Вирази для опорів трикутника знаходяться в результаті сумісного розв’язання трьох рівнянь (3.5), (3.6) і (3.7):

;

;

.

Порядок виконання роботи

1. Отримати у викладача значення опору Rbc та зібрати з елементів досліджувану схему при з'єднанні їх «трикутником» і «зіркою», рис. 3.2.




Рис. 3.2

2. Включити схему: вимикачі J1, J2 замкнені, а J3– розімкнений (перемикання здійснюється натисканням на клавішу 1). Занести в табл. 3.1 показання приладів і основні параметри елементів схеми при з'єднанні «трикутником».

3. Натиснути клавішу 1, підключивши мультиметр, заміряти еквівалентний опір R. Результати занести в таблицю 3.1.

Таблиця 3.1

E1

В

I

А

I1

А

I2 А

Rab Ом

Rbс Ом

Rca Ом

R1 Ом

R2 Ом

R

Ом
































4. Розрахувати параметри еквівалентної схеми «зірка». Зібрати схему рис. 3.3 та виставити величини опорів досліджуваної установки при з'єднанні пасивних елементів в «зірку».





Рис. 3.3


Включити схему і результати вимірювань і розрахунків занести в таблицю 3.2.

Таблиця 3.2

E2

В

I

А

I3

А

I2

А

Ra

Ом

Rb

Ом

Rc

Ом

R

Ом


























5. Проаналізувати отримані результати.

6. Зробити висновки.

7. Оформити звіт.

Контрольні питання

1. Пояснити умови еквівалентного перетворення «трикутника» в «зірку» і навпаки.

2. Пояснити порядок перерахунку еквівалентних опорів з «зірки» в «трикутник».

3. Пояснити порядок перерахунку еквівалентних опорів з «трикутника» в «зірку»


Лабораторна робота 4

  1   2   3

Похожие:

Лабораторна робота Вивчення програмного iconЛабораторна робота Вивчення програмного
Лабораторні роботи підготовлено згідно з робочою навчальною програмою дисципліни «Теоретичні основи електротехніки» за модулем №1...
Лабораторна робота Вивчення програмного iconЛабораторна робота №1 Вивчення внутрішньої структури файлової системи ext2 (ext3) Мета
Мета: Отримати базові знання про внутрішню будову та функціонування файлових систем unix
Лабораторна робота Вивчення програмного iconЛабораторна робота №2 вивчення законів кінематики І динамікі поступального руху викладач Велещук Д. О
Мета роботи – експериментально перевірити закони кінематики й динаміки поступального руху
Лабораторна робота Вивчення програмного iconЛабораторна робота №41 вивчення явища дифракції світла
Дифракцією називається сукупність явищ, що спостерігаються при поширенні світла з різкими неоднорідностями (малі отвори, щілини,...
Лабораторна робота Вивчення програмного iconЛабораторна робота №1 (вивчення найпростіших операцій мови С) до 4 балів
Студентам, які достроково виконали план лабораторних робіт першого змістовного модуля, відповідна надлишкова кількість балів зараховується...
Лабораторна робота Вивчення програмного iconЛабораторна робота №1 вивчення фізичних основ тональної аудіометрії
Разом з тим, індивідуальні можливості вуха змінюються в широкому діапазоні і нерідко понижуються з віком. Зокрема, при порушенні...
Лабораторна робота Вивчення програмного iconЛабораторна робота №1 Тема: Робота з одновимірними масивами
Масив призначений для збереження значень зросту 12 чоловік. За допомогою дачика випадкових чисел заповнити значеннями в діапазоні...
Лабораторна робота Вивчення програмного iconЛабораторна робота №13 Тема : Інтернет. Служба www. Робота з інформацією державних порталів
Мета: Уміти переглядати web-сторінки, користуватись гіперпосиланнями, створювати закладки, вести журнал, шукати необхідну інформацію...
Лабораторна робота Вивчення програмного iconЛабораторна робота № з дисципліни " "

Лабораторна робота Вивчення програмного iconЛабораторна робота №1 тема лабораторної роботи

Лабораторна робота Вивчення програмного iconЛабораторна робота №23. Туристські ресурси Лівобережжя (Полтавська та Чернігівська області) (4 години) Мета
Лабораторна робота №23. Туристські ресурси Лівобережжя (Полтавська та Чернігівська області) (4 години)
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Документы


При копировании материала укажите ссылку ©ignorik.ru 2015

контакты
Документы