LR_1_TsPT_ChEL_otchet (Отчёт к первой лабе (который заполняется))

Лабораторная работа №1«Исследование линейных электрических цепей постоянного тока»ВыполнилПроверилГр.МГТУ им.Н.Э.Баумана Стенд№2Цель работы – исследовать режимы работы линейной электрической цепи постоянного тока, экспериментально определить внешнюю характеристику источника электрической энергии ипараметры его схемы замещения, оценить влияние параметров элементов цепи на энергетическиесоотношения при различных режимах работы, ознакомиться с электроизмерительными приборами.1. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДАЛабораторная работа выполняется на универсальном лабораторном стенде.

Лицевая панельстенда показана на рис. 1. Она содержит блок генераторов с наборным полем (1), блок мультиметров (2), модель однородной длинной линии (3), коннектор (4), блок однофазного источника питания (5), монитор компьютера (6). В нише стенда расположен набор мини блоков (7), соединительные провода и перемычки (8).Рис. 1. Лицевая панель стенда.Однофазный источник (рис.

2) питается от трѐхпроводной однофазной сети (фаза, ноль иземля). В нѐм смонтированы устройство защитного отключения (УЗО) и автомат для защиты отперегрузки по току (1), блок розеток (2) для подключения внешних измерительных приборов и осциллографа. При включенном выключателе (1) горит индикатор (3).Блок генераторов с наборным полем (рис.

3), предназначен для формирования однофазныхсигналов различной формы, регулируемых по амплитуде и частоте, формирования трѐхфазногонапряжения и постоянных напряжений для питания исследуемых схем. Он содержит наборное поле (1) для сборки электрических схем с использованием набора мини блоков. Включение блокапроизводится тумблером «СЕТЬ» (2). Синусоидальное, прямоугольное или импульсное напряжения на выходе генератора задается переключателем «ФОРМА» (3). Амплитуда выходного напряжения устанавливается ручкой «АМПЛИТУДА» (4) в пределах от 0 до 12 В. Диапазон регулирования частоты генератора напряжений специальной формы – от 0,2 Гц до 200 кГц.

Частота устанавливается ручкой потенциометра (5). При горящем состоянии светодиода частота меняется подекадам. При мигающем состоянии светодиода, частота меняется с минимально возможным шагом. Переключение между режимами производится путем нажатия на ручку потенциометра.3Рис. 2. Однофазный источник питания.Рис. 3. Блок генераторов с наборным полем.4Источник постоянных напряжений (6) предназначен для получения стабилизированныхнапряжений +15 В, -15 В и регулируемого напряжения от 0 до 13 В.Трехфазный генератор (7) представляет собой симметричный трехфазный источник питания с действующим значением фазного напряжения 8 В.На лицевой панели блока указаны номинальные напряжение и ток каждого источника напряжения, а также диапазоны изменения регулируемых выходных величин. Все источники напряжений имеют общую точку «», не соединѐнную с заземлѐнным корпусом блока. Источники защищены от перегрузок и внешних коротких замыканий самовосстанавливающимися предохранителями с номинальным током 0,2 А.

О срабатывании предохранителя свидетельствует индикатор«I >».Наборная панель, расположенная справа от генератора напряжений служит для расположения на ней мини блоков в соответствии со схемой данного опыта. Гнѐзда на этой панели соединены в узлы, как показано на ней линями. Поэтому часть соединений выполняется автоматическипри установке мини блоков в гнѐзда панели. Остальные соединения выполняются проводами и перемычками.Мини блоки (рис. 4) представляют собой отдельные элементы электрических цепей (резисторы, конденсаторы, индуктивности диоды, транзисторы и т.п.), помещѐнные в прозрачные корпуса, имеющие штыри для соединения с гнѐздами наборной панели.12,2 Ом2 Вт2,2 кОм2 Вт4,7Ом2 Вт102 Вт5,6 кОм2+U пит.Перегрузка0,22150,22 мкФ47 кОм2 ВтСброс -U пит.мкФ100 В31422 Ом2 Вт0,47мкФ63 В433 Ом2 Вт1,047 Ом2 Вт4,4мкФ63 В13мкФ63 В47 Ом2 Вт10мкФ63 В100мкФ63 В10 В100 Ом2 Вт0,6470 Ом2 Втn33 мГн100 мГн50 мА1А100 В100 В100 ВА+А+А6131АКТ503Г+6131А50 мА81 кОм2 ВтС0,25,6 В330 Ом2 Вт110,450 мА100 мА733 мГнВкОм0220 Ом2 Вт120,81,06mА6055613604101 кОм2 Вт1А100 В+А+А6132А250 В91 кОм2 Вт+А600.17Рис.

4. Набор мини блоков: 1 – резисторы; 2 - конденсаторы; 3 – потенциометр; 4 – лампасигнальная; 5 – индуктивности; 6 - стабилитрон; 7 – микропереключатель; 8 - транзистор; 9 - диоды; 10 - амперметр; 11 – фильтр обратного чередования фаз; 12-14 - трансформатор; 15 - интегратор.5Некоторые мини блоки содержат несколько элементов, соединѐнных между собой или более сложные функциональные блоки.

На этикетках мини блоков изображены условные обозначения элементов или упрощѐнные электрические схемы их соединения, показано расположение выводов и приведены основные технические характеристики. В табл. 1 приведены характеристикиодноэлементных мини блоков, а ниже дано описание некоторых более сложных мини блоков.Наименование и характеристики Кол.1.

Резисторы МЛТ, 2 Вт, 5%:12,214,7110 Ом122 Ом133 Ом247 Ом1100 Ом1220 Ом1330 Ом1470 Ом31 кОм12,2 кОм147 кОм13. Потенциометр СП4-2М 1 кОмТаблица 1Наименование и характеристикиКол.2. Конденсаторы К73-17 63…100 В:0,22 мкФ10,47 мкФ11 мкФ14,4 мкФ (2 по 2,2мкФ)1SR-63 В, 10 мкФ1SR-63 В, 100 мкФ14. Лампа сигнальная СМН-10 5515. Индуктивности:33 мГн, 50 мА (09Р333J)2100 мГн, 50 мА (3 шт. 09Р333J)16. Стабилитрон КС456А, 5,6 В17.

Микропереключатель (тумблер)18. Транзистор КТ-503Г 150 мА, 60 В19. Диоды КД 226 (1N5408) 1А, 100 В4Мини блоки «Амперметр» (6 шт.) (рис. 4.10) позволяют подключать амперметр в различные ветви исследуемой электрической цепи без разборки схемы. Эти мини блоки устанавливаютсяв наборную панель в тех местах схемы, где требуется измерять токи. В крышку мини блокавстроено гнездо коаксиального разъѐмного соединителя, а к мультиметру подсоединяется кабель(рис. 5) с соответствующим штырѐм.Рис. 5. Кабель для соединения мини блока «Амперметр» с мультиметром.Блок мультметров (рис. 6) предназначен для измерения напряжений, токов, сопротивлений,а также для проверки диодов и транзисторов. В блоке установлены 4 серийно выпускаемых мультиметра. В блоке установлен источник питания мультиметров от сети с выключателями и предо-6хранителями на 1 А. На лицевую панель блока вынесены также восемь предохранителей для защиты токовых цепей мультиметров.Рис.

6. Блок мультиметров.До подключения мультметра к цепи необходимо выполнить следующие операции:выбор измеряемой величины: V= (измерение постоянного напряжения), V~ (измерениедействующего значения переменного напряжения), A= (измерение постоянного тока), A~(измерение действующего значения переменного тока), или ;выбор диапазона измерений соответственно ожидаемому результату измерений;правильное подсоединение зажимов мультиметра к исследуемой цепи.2.

ЗАДАНИЯ И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫЗадание 1. Исследовать неразветвленную электрическую цепь с одним источником энергии. Электрическая схема цепи приведена на рис. 7, монтажная схема – на рис. 8.Рис. 7. Электрическая схема (задание 1).7Рис. 8. Монтажная схема.Внимание. Исследуемые схемы смонтированы на наборном поле и подключены к измерительным приборам. При выполнении эксперимента не допускается самостоятельноеизменение монтажной схемы.Исследуемая схема содержит нерегулируемый источник питания Е с внутренним сопротивлением Rвн. (на монтажной схеме это сопротивление не показано), постоянное сопротивление R(номинальное значение 470 Ом), ключ К, замыкание которого разрешает прохождение электрического тока, и переменное сопротивление (потенциометр) Rvar .

Переменное сопротивление изменяется от 0 Ом (ручка потенциометра повернута до упора против часовой стрелки) до 1000 Ом(ручка повернута до упора по часовой стрелке).К контрольной точкеподключен мультиметр (третий справа), измеряющий напряжениеисточника U 1 .К контрольной точкеподключен мультиметр (второй справа), измеряющий напряжениена нагрузке U 2 .Амперметр (первый справа мультиметр) подключен к миниблоку «Амперметр».1. Убедиться, что стенд обесточен, все сетевые выключатели находятся в положении «выключено», ключ К разомкнут (тумблер ключа в правом положении) и ручка потенциометра повернута до упора по часовой стрелке Rvar  1000 Ом.2.

Включить однофазный источник (рис. 2,1), сетевой тумблер блока генераторов (рис. 3,2)и сетевые тумблеры мультиметров.3. Измерить напряжение U 1 на холостом ходу (при разомкнутом ключе) и занести показание в первую строку таблицы 1.4. Замкнуть ключ K. Установить ручкой потенциометрам «рекомендуемое» напряжениеU 2  10,2 В (строка №2). При установке допускается отклонение от рекомендуемого напряжения8не более, чем на  0,1 В. Занести реальное значение в графу U 2 [B], «установленное». Измеритьток и занести в строку №2 таблицы.5.

Последовательно устанавливая рекомендуемые напряжения, заполнить всю таблицу. Таккак внутреннее сопротивление источника питания Rвн. мало, то напряжение U 1 изменяется незначительно при изменении нагрузки. В этих условиях рекомендуется не измерять напряжение U 1для строк №2 – 8, а ограничиться лишь напряжением U1 при максимальном токе нагрузки (строка№9).6.

Разомкнуть ключ K и выключить тумблер «СЕТЬ» блока генераторов.7. Вычислить мощность в нагрузке (правая строка таблицы 1).8. Рассчитать внутреннее сопротивление источника Rвн. , составив уравнение по 2-му закону Кирхгофа для контура I (рис. 7). Значение Е взять из первой строки таблицы 1, а ток и напряжение U 1 взять из 9 строки. Занести в таблицу 3 рассчитанное значение Rвн. .Таблица 1ИзмереноКлючКI [A]U1 [B],123456789разомкнутзамкнутзамкнутзамкнутзамкнутзамкнутзамкнутзамкнутзамкнут0E=Не измерять№U1 U 2 [B],«рекомендуемое»010,2  0,19,5  0,18,5  0,17,5  0,16,5  0,15,5  0,14,5  0,10ВычисленоU 2 [B],«установленное»0P  (U 2  I ) 103[мВт]09.