Методические рекомендации при выполнении лабораторной работы «Измерение сопротивлений, токов и мощности в цепи постоянного тока»

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ

«НОВОУРАЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

(ГАПОУ СО «НТК»)

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

по выполнению лабораторной работы по электротехнике

«Измерение сопротивлений, токов и мощности в цепи постоянного тока»

2018

Организация – разработчик:

Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Свердловской области «Новоуральский технологический колледж».

Разработчик:

Прядеина Юлия Александровна, преподаватель ВКК, ГАПОУ СО «НТК», г. Новоуральск.

Рассмотрены на заседании

научно-методического совета ГАПОУ СО «НТК»

Протокол № ____ от «___» ___________ 20__ г.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

«Измерение сопротивлений, токов и мощности в цепи постоянного тока»

Цель работы: произвести измерения токов и сопротивлений с помощью мультиметра, мощности с помощью ваттметра, экспериментально убедиться в выполнении закона Ома и закона Джоуля-Ленца в электрической цепи постоянного тока.

Оборудование:

– однофазный источник питания;

– блок генераторов напряжений с наборным полем;

– набор миниблоков;

– блок мультиметров;

– ваттметр;

– соединительные провода и перемычки, питающие кабели.

I Теоретическая часть

Электрическая цепь – совокупность соединенных между собой источников, преобразователей и потребителей электрической энергии, связанных электрически или магнитно.

Для протекания тока необходимы источники электрической энергии – источники напряжения (ЭДС) или тока. Для замыкания и размыкания цепей используют выключатели того или иного вида.

Ток, неизменный во времени, называют постоянным. Количественно ток равен заряду q, который пересекает сечение проводника за единицу времени t (1 секунду):

.

Для поддержания электрического тока требуется обеспечивать разделение носителей отрицательных и положительных зарядов, что и происходит в источниках. Когда источник подключен к цепи, возникает направленное движение зарядов под действием сил притяжения разноименных и отталкивания одноименных зарядов, т.е. электрический ток. Работа, совершаемая при движении зарядов по элементам электрической цепи, характеризуется напряжением U.

Напряжение и ток на участке цепи постоянного тока связаны законом Ома:

 или ,

где R – сопротивление (коэффициент пропорциональности между током и напряжением).

Мощность преобразования электрической энергии в другие виды энергии определяется по формуле (закон Джоуля - Ленца)

.

Изображение электрической цепи с помощью условных обозначений называют схемой электрической цепи (рисунок 1).

Рисунок 1. Схема электрической цепи.

На расчетных схемах показывают стрелками направления токов и напряжений. За направление тока принимают направление движения положительных зарядов, а за направление напряжения – направление от положительного полюса источника к отрицательному. Когда истинные направления неизвестны, на схеме показывают условные (предполагаемые) положительные направления.

II Техника безопасности при выполнении работы

1. К лабораторному стенду подведено напряжение 220 В, опасное для жизни.

2. Перед сборкой экспериментальных схем убедитесь, что напряжение на стенде отсутствует (сигнальные лампы не горят, выключатель в положении «Выкл.» и т.п.).

3. Не используйте провода с поврежденной изоляцией. Надежно закрепляйте провода.

4. Все изменения в схеме производите только при снятом напряжении. Повторное включение производите только после проверки схемы преподавателем.

5. Во время работы не касайтесь клемм стенда и клемм измерительных приборов.

6. В случае возникновения аварийных ситуаций (выпадение проводников (проводов), зашкаливание стрелок измерительных приборов, появление дыма или запаха горелой изоляции) немедленно отключите стенд и сообщите преподавателю.

Категорически запрещается включение без проверки схемы преподавателем!

III Экспериментальная часть

Задание.

1. Произвести измерения токов и сопротивлений с помощью мультиметра.

2. Произвести измерение мощности с помощью ваттметра.

3. Экспериментально проверить выполнение закона Ома и закона Джоуля – Ленца в электрической цепи постоянного тока.

Порядок выполнения эксперимента.

1. Измерение сопротивлений.

1.1 Установите на одном из них переключатель в положение измерения сопротивлений (Ω) и включите блок мультиметров.

1.2 Подключите к мультиметру с помощью соединительных проводов любое сопротивление из набора миниблоков, выберите ближайший превышающий измеряемое сопротивление предел измерения.

1.3 Сделайте 5 измерений сопротивлений разного номинального значения.

1.4 Данные занесите в таблицу 1.

Таблица1.

Номинальное значение, Rном	Измеряемое значение, Rизм

2. Измерение тока и мощности.

2.1 Соберите цепь в соответствии с принципиальной (рисунок 1) и монтажной (рисунок 2) схемами, установив в наборную панель сопротивление R_ном = 100 Ом.

2.2 Убедитесь, что при включении выключателя «В» в цепи появляется ток, а при его выключении – исчезает.

2.3 Устанавливая регулятором напряжения указанные в таблице 2 значения напряжения, занесите в таблицу 2 показания приборов.

2.4 Вычислите значения мощности P и сопротивления R.

2.5 Занесите результаты вычислений в таблицу 2 (расчетные значения).

2.6 Сравните результаты измерений и вычислений и сделайте выводы.

Таблица 2.

		Измеряемые значения		Расчетные значения
Rном, Ом	U, В	I, мА	P, Вт	P, Вт	R, Ом
100 Ом	-5
	4
	6
	8
	12

Рисунок 2. Монтажная схема.

Примечание: не забывайте следить за сигнальными светодиодами ваттметра! При включении светодиода I> или U> переводите соответствующий переключатель на больший предел измерений. При включении светодиода I< или U< переключайте переключатель на меньший предел. Следите также за светодиодами, указывающими размерность измеряемой мощности: Вт или мВт.

IV Содержание отчета

1. Название и цель работы.

2. Формулы и примеры расчетов.

3. Заполненные таблицы.

4. Выводы по работе.

5. Тест.

V Тест

Часть А. Выберите правильный ответ из представленных.

1. Единица измерения электрического напряжения

1 – Ватт;

2 – Ампер;

3 – Вольт.

2. Электрический ток это

1 – отношение работы электрического поля по перемещению положительного заряда вдоль участка цепи к величине заряда;

2 – явление направленного движения электрических зарядов;

3 – поле неподвижных, электрически заряженных тел, заряды которых не изменяются во времени.

3. Прибор для измерения электрической мощности называется

1 – омметр;

2 – амперметр;

3 – ваттметр.

4. Мощность определяется по формуле

1 – ;

2 – ;

3 – .

5. Закон Ома для цепи постоянного тока устанавливает связь между

1 – током, напряжением, мощностью;

2 – током, напряжением, сопротивлением;

3 – током, напряжением, емкостью.

Часть Б. Дополните.

1. Совокупность соединенных между собой источников, преобразователей и потребителей электрической энергии, связанных электрически или магнитно называется, ________________________________.

2. Амперметр для измерения тока на участке цепи подключается ______________________.

3. Напряжение 30 В приложено к участку цепи сопротивлением 6 Ом. Сила тока равна _______А (Ампер).

4. Формулировка закона Ома для участка цепи: сила тока на участке цепи прямо пропорциональна ______________________ и обратно пропорциональна _________________.

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ

«НОВОУРАЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

(ГАПОУ СО «НТК»)

ОЦЕНОЧНЫЙ ЛИСТ

ОП СПО 13.01.10 «Электромонтер по ремонту и обслуживанию электрооборудования (по отраслям)».

Учебная дисциплина: ОП.02 «Электротехника».

Критерии	Производит измерения токов с помощью мультиметра	Производит измерение сопротивления с помощью мультиметра	Производит измерение мощности с помощью ваттметра	Собирает цепь в соответствии со схемой	Соблюдает технику безопасности при выполнении измерений	Выполняет расчет мощности	Выполняет расчет сопротивления	Называет единицу измерения электрического напряжения	Дает определение, что такое электрический ток	Определяет  прибор для измерения мощности	Определяет мощность	Устанавливает связь между электрическими величинами  по закону Ома для участка цепи	Дает определение электрической цепи	Определяет, как подключается амперметр в цепь	Применяет закон Ома для решения простых задач	Дает определение закона Ома для участка цепи	Кол-во баллов	Оценка
	0-1	0-1	0-1	0-1	0-1	0-1	0-1	0-1	0-1	0-1	0-1	0-1	0-1	0-1	0-1	0-1	0-16

Преподаватель                                                                                                                                                            Ю.А.Прядеина

При проведении лабораторной работы уровень знаний и умений обучающегося оценивается по рейтинговой шкале, которая переводится в традиционную 5-тибалльную: 5 (отлично), 4 (хорошо), 3 (удовлетворительно), 2 (неудовлетворительно). В оценочный лист выставляются баллы по обозначенным критериям («да», «выполнено» – 1 балл; «нет», «не выполнено» – 0 баллов).

Шкала перевода

Процент результативности (правильный ответ)	Количественная оценка индивидуальных образовательных достижений
%	баллы	оценка
90-100	16-15	«отлично»
80-90	14-13	«хорошо»
70-80	12-11	«удовлетворительно»
Менее 70	10 и менее	«неудовлетворительно»