- 25.11.2014
- 831
- 0
Выбранный для просмотра документ Практическая работа-10.docx
Раздел: Законы постоянного тока
Практическая работа №1.
РАСЧЕТ ПРОСТЕЙШИХ ЦЕПЕЙ
1. Цель работы
Получение навыков расчета простых электрических цепей. Научиться находить сопротивления, токи и напряжения, убедиться в соблюдении законов Ома и Кирхгофа в линейной электрической цепи. Исследовать влияние изменения параметров одного потребителя на режим работы других потребителей при последовательном, параллельном и смешанном соединении.
2. Порядок выполнения работы
2.1Начертить данные принципиальные схемы цепей параллельного ,последовательного и смешанного соединений.
2.2 Произвести расчеты и убедиться в соблюдении законов Ома и Кирхгофа.
2.3Задача №1.В цепи последовательного соединения установлены три резистора R1=5 Ом,R2=10 Ом,R3=8 Ом .Начертить схему и найти общее сопротивление участка цепи.
2.4Задача №2.В узле электрической цепи сходятся токи I1,I2,I4 и расходятся токи I3,I5.Начертить электрическую цепь .
2.5Задача №3.В цепи параллельного соединения установлены три резистора R1=5 Ом,R2=10 Ом,R3=8 Ом , напряжение между которыми составляет 10 вольт. Определить силу тока на участке цепи.
3. Методические указания
Электрическая цепь, состоящая из элементов, вольтамперные характеристики которых являются прямыми линиями, называется линейной электрической цепью ,а элементы, из которых состоит цепь, – линейными элементами.
Соединение в электрической цепи, при котором через все элементы протекает один и тот же ток, называется последовательным соединением. Эквивалентное сопротивление RЭ последовательной цепи постоянного тока равно сумме сопротивлений отдельных участков: Rэ = R1 + R2 +…+ Rn.
Напряжение на отдельном участке в соответствии с законом Ома пропорционально сопротивлению этого участка: U1 = I R1; U2 = IR2.
Напряжение U на входе последовательной цепи постоянного тока в соответствии со вторым законом Кирхгофа равно сумме напряжений на отдельных участках:
U = U1 +U2 + …+ Un .
При параллельном соединении двух или нескольких элементов напряжение на
них одно и тоже, так как выводы этих элементов подключены к одним и тем же узлам. Токи в отдельных элементах определяются по закону Ома: I1 = U / R1;
I2 = U / R2.
В соответствии с первым законом Кирхгофа ток I в неразветвленной части цепи постоянного тока равен сумме токов всех параллельных ветвей:
I = I1 + I2 +… .
Проводимость параллельного соединения равна сумме проводимостей отдельных участков: 1/Rэ = gэ =1/R1 +1/R2 + …= g1+ g2 +… .
4. Содержание отчета
Отчет по работе должен содержать:
а) наименование работы и цель работы;
б) схемы ;
в) таблицы полученных данных;
г) результаты расчетов;
д) выводы по работе.
5. Контрольные вопросы
1. Что такое «линейный элемент» в электрической цепи?
2. Привести примеры линейных элементов электрических цепей.
3. Как по показаниям амперметра и вольтметра можно определить величину
сопротивления участка электрической цепи постоянного тока?
4. В каких единицах измеряются сила тока, напряжение и сопротивление?
5. Для исследуемых электрических цепей запишите уравнения по законам
Кирхгофа.
6. Как определить величину эквивалентного сопротивления при параллельном соединении двух, трех сопротивлений?
6.Выводы по работе.
Практическая работа № 2.
ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
1. Цель работы
Изучение электроизмерительных приборов, используемых в лабораторных работах. Получение представлений о пределе измерения и цене деления, абсолютной и относительной погрешности, условиях эксплуатации и других характеристиках стрелочных электроизмерительных приборов, получение навыков работы с цифровыми измерительными приборами.
2. Порядок выполнения работы
2.1. Изучение паспортных характеристик стрелочных электроизмерительных приборов.
Для этого внимательно рассмотреть лицевые панели стрелочных амперметров, обратить внимание на построение измерительной шкалы, условные знаки и заполнить табл. 1.1.
Таблица 1.1
|
№ п/п |
наименование |
характеристики |
|
1 |
Характеристика стрелочного электроизмерительного прибора
|
|
|
2 |
Наименование прибора Амперметр ,Вольтметр
|
|
|
3 |
Тип прибора
|
|
|
4 |
Система измерительного механизма
|
|
|
5 |
Предел измерения (номинальное значение)
|
|
|
6 |
Цена деления
|
|
|
7 |
Минимальное значение измеряемой величины
|
|
|
8 |
Класс точности
|
|
|
9 |
Допустимая максимальная абсолютная погрешность
|
|
|
10 |
Род тока
|
|
|
11 |
Нормальное положение шкалы
|
|
3. Методические указания
3.1. Методические указания к п. 2.1
Контроль работы электрооборудования осуществляется с помощью разнообразных электроизмерительных приборов. Наиболее распространенными электроизмерительными приборами являются приборы непосредственного отсчета. По виду отсчетного устройства различают аналоговые (стрелочные) и цифровые измерительные приборы.
На лицевой стороне стрелочных приборов изображены условные обозначе-
ния, определяющие классификационную группу прибора. Они позволяют пра
вильно выбрать приборы и дают некоторые указания по их эксплуатации .
В цепях постоянного тока для измерений токов и напряжений применяются в основном приборы магнитоэлектрической системы. Принцип действия таких приборов основан на взаимодействии магнитного поля постоянного магнита и измеряемого тока, протекающего по катушке. Угол поворота стрелки α прямо пропорционален измеряемому току I: α = КI. Шкалы магнитоэлектрических приборов равномерные.
В измерительных механизмах электромагнитной системы, применяемых для
измерений в цепях переменного и постоянного тока, вращающий момент обу
словлен действием магнитного поля измеряемого тока в неподвижной катушке прибора на подвижный ферромагнитный якорь. Угол поворота стрелки α здесь пропорционален квадрату тока: α = КI2. Поэтому шкала электромагнитных приборов обычно неравномерная, что является недостатком этих приборов. Начальная часть шкалы не используется для измерений.
Для практического использования измерительного прибора необходимо знать его предел измерений (номинальное значение) и цену деления (постоянную) прибора. Предел измерений – это наибольшее значение электрической величины, которое может быть измерено данным прибором. Это значение обычно указано на лицевой стороне прибора в конце шкалы. Приборы с одним пределом измерения имеют на лицевой панели знак, обозначающий назначение прибора (А, V, mA,μA, mV, μV). Один и тот же прибор может иметь несколько пределов измерений.
Ценой деления прибора называется значение измеряемой
величины, соответствующее одному делению шкалы прибора. Цена деления прибора легко определяется как отношение предела измерений к числу деле
ний шкалы N:
Наименование измеряемой величины (ампер, вольт, ватт, ом, герц, коэффи-
циент мощности, фарада, генри)
Магнитоэлектрический измерительный механизм
Электромагнитный измерительный механизм
Магнитоэлектрический измерительный механизм с выпрямителем
0,05; 0,1; 0,2; 0,5;
1,5; 2,5; 4,0
Класс точности прибора
60
Рабочее положение шкалы прибора:
горизонтальное; вертикальное; под углом, например 60°
Прибор предназначен для работы в цепи постоянного тока; переменного тока; постоянного и переменного;в трехфазной цепи переменного тока
А (или отсутствие буквы) – прибор для сухих отапливаемых помещений с
температурой от +10 °С до +35 °С и влажности до 80 % при 30 °С;
Б – прибор для закрытых не отапливаемых помещений с температурой от
–30 °С до +40 °С и влажности до 90 % при 30 °С;
B – приборы для полевых и морских условий:
В1 – при температуре от –40 °С до +50 °С и В2 – при температуре от
–50 °С до +60 °С и влажности до 95 % при 35 °С;
В3 – при температуре от –40 °С до +50 °С и влажности до 98 % при 40 °С.
нием, например, 2 кВ
30–200 Hz Рабочий частотный диапазон прибора
На лицевой стороне стрелочных прибора указывается класс точности, который определяет приведенную относительную погрешность прибора γПР. Приведенная относительная погрешность прибора – это выраженное в процентах отношение максимальной для данного прибора абсолютной погрешности ΔА к номинальному
значению прибора (пределу измерений) AНОМ:
γПР = 100 ΔА /AНОМ %.
Промышленность в соответствии с ГОСТ выпускает приборы с различными12 классами точности (0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,5; 2,5; 4,0).
4. Контрольные вопросы
1. Какова конструкция и принцип действия приборов магнитоэлектрической и электромагнитной систем?
2. Каковы основные достоинства и недостатки приборов магнитоэлектрической и электромагнитной систем?
3. Что такое предел измерения?
4. Как определяется цена деления прибора?
5. Что такое абсолютная и относительная погрешности измерения?
стрелочного прибора?
7. Как рассчитать относительную погрешность измерения стрелочного прибора в любой точке шкалы прибора?
8. В какой части шкалы прибора измерения точнее и почему?
9. Что характеризует класс точности прибора?
10. Каковы основные достоинства цифровых измерительных приборов?
11. Как определяется погрешность измерений цифрового прибора?
5. Выводы по работе.
Практическая работа №3.
МОЩНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
1. Цель работы
Изучить закон Джоуля- Ленца, формулу работы тока, мощности.
Получение навыков расчета мощности тока. Научиться находить количество теплоты, выделяемое проводником с током .
2. Порядок выполнения работы
2.1 Изучить закон Джоуля- Ленца, формулу работы тока, мощности и записать их в отчет.
2.2 Произвести расчеты и убедиться в соблюдении этих законов . 2.3Задача №1.Найти работу тока на участке цепи за десять минут ,если сила тока равна 10 ампер, напряжение 5вольт.
2.4Задача №2.Найти мощность электродвигателя при силе тока 150 ампер и напряжении 220вольт.
2.5Задача №3.Мощность электрической лампы 60ватт. Найти сопротивление цепи, если напряжение в сети 220вольт.
3. Методические указания
Работа тока на участке цепи равна произведению силы тока , напряжения и времени ,в течении которого совершалась работа.
A=IUt
Закон Джоуля-Ленца. Количество теплоты, выделяемое проводником с током ,равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени прохождения тока по проводнику.
Q=I2Rt
Мощность тока равна отношению работы тока за время t к этому интервалу времени
P=A/t=IU=I2R=U2/R
Единицей мощности является ватт.
4. Контрольные вопросы
1.Что называют работой тока?
2.Как формулируется закон Джоуля-Ленца?
3.Что такое мощность тока?
4.В каких единицах выражается мощность тока?
5. Выводы по работе.
Практическая работа № 4.
СОПРОТИВЛЕНИЕ ПРОВОДНИКОВ
1. Цель работы
Ознакомиться с основной электрической характеристикой проводников –сопротивлением, его удельным сопротивлением, формулой закона Ома и его единицами измерения.
2.Оснащение: учебник Электротехника П.А.Бутырин и др ,(параграф1.2) «Физика-10 Г.Я.Мякишев.(параграф 106) тетрадь ,ручка.
3.Ход работы
Изучить параграф1.2, учебник Электротехника П.А.Бутырин и др» параграф 106«Физика-10» Г.Я.Мякишев, и быть готовым ответить на все контрольные вопросы .
4.Методические указания. Рассмотреть решение примерной задачи и быть готовым выполнить задачу по данному образцу.
5. Содержание отчета
5.1. Наименование и цель работы.
5.2Записать закон Ома для участка цепи.
5.3записать основные характеристики сопротивления и его формулы
5.Записать,в каких единицах измеряется сопротивление ,удельное сопротивление.
5.4Начертите условные обозначения сопротивлений .
5,4Решить задачу:
Определить величину сопротивления проводника, если ток на участке цепи I=30А,а U=220В?
6. Контрольные вопросы
1.Что называется электрической цепью ?
2.Что называют элементом электрической цепи?
7.Выводы по работе.
Практическая работа №5.
ЗАКОНЫ КИРХГОФА
1. Цель работы
Выучить и записать законы Кирхгофа .Получить навыки расчета простых электрических цепей , убедиться в соблюдении законов Кирхгофа в линейной электрической цепи.
2.Оснащение: учебник «Электротехника» П.А.Бутырин ,параграф1.3,
тетрадь ,ручка.
3. Порядок выполнения работы
3.1 Выучить и записать первый и второй законы Кирхгофа.
3.2Начертить принципиальную схему (учебник «Электротехника» П.А.Бутырин ,параграф1.3,рис 1.11, б) .
3.3Решить задачи:
Задача №1. Записать уравнение по первому закону Кирхгофа для узла I (рис1.11 б)
Задача 2.В узле электрической цепи сходятся токи I1,I2,I4 и расходятся токи I3,I5.Начертить электрическую цепь .
Задача №3.Нарисуйте электрический узел .для которого составлено уравнение по первому закону Кирхгофа: I1+I2-I3-I4+I5=0
Задача №4.Напишите уравнения по второму закону Кирхгофа (рис.1.6 ,б)
4. Методические указания
Электрическая цепь, состоящая из элементов, вольтамперные характеристики которых являются прямыми линиями, называется линейной электрической цепью ,а элементы, из которых состоит цепь, – линейными элементами.
В соответствии с первым законом Кирхгофа ток I в неразветвленной части цепи постоянного тока равен сумме токов всех параллельных ветвей:
I = I1 + I2 +… .
Напряжение U на входе последовательной цепи постоянного тока в соответствии со вторым законом Кирхгофа равно сумме напряжений на отдельных участках:
U = U1 +U2 + …+ Un .
5. Выводы по работе.
Раздел: Электромагнитная индукция
Практическая работа №6.
МАГНИТЫ И МАГНИТНОЕ ПОЛЕ
1. Цель работы
Прочитать параграфы2.1,2.2 «Электротехника» П.А.Бутырин и узнать основные понятия: магнитное поле, его направленность; магнитные свойства веществ .Получить навыки определения направления магнитного поля .
2.Оснащение: учебник «Электротехника» П.А.Бутырин ,парагра2.1,2.2,
тетрадь ,ручка.
3. Порядок выполнения работы
3.1 Прочитать параграфы2.1,2.2 «Электротехника» П.А.Бутырин и записать основные понятия:
магнитное поле, его направленность;
3.2 Зарисовать магнитные силовые линии постоянного магнита;(рис2.1)
3.3 Записать правило правого винта и научиться определять направление магнитного поля .
4 Ответьте на вопросы:
1)Какие вещества называются парамагнетиками?
2) Какие вещества называются диамагнетиками?
3) Какие вещества называются ферромагнетиками?
5. Выводы по работе.
Практическая работа №7.
МАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ
1. Цель работы
Прочитать параграфы2.1, «Электротехника» П.А.Бутырин и узнать основные понятия: магнитная индукция, ее формулу , направленность; познакомиться с единицей измерения; научиться решать задачи. 2.Оснащение: учебник «Электротехника» П.А.Бутырин ,парагра2.1,
тетрадь ,ручка.
2.Методические указания
Модулем вектора магнитной индукции назовем отношение максимальной силы, действующей со стороны магнитного поля на участок проводника с током, к произведению силы тока на длину этого участка :
B=Fm/I
l
3. Порядок выполнения работы
4.1 Прочитать параграф2.1, «Электротехника» П.А.Бутырин и записать :
1)Что определяет силовые свойства магнитного поля?
2)Запишите формулу магнитной индукции;
3)В каких единицах измеряется магнитная индукция?
4.2Решите задачи:
Задача№1
Вычислите магнитную индукцию поля, если оно действует на проводник с силой 6 Н. Рабочая длина проводника, помещенного в магнитное поле, составляет 60 см, а сила тока, протекающего в нем,15 А.
Задача№2
Определите магнитную индукцию в сердечнике из альсифера с магнитной проницаемостью 10.5,если он помещен в магнитное поле с напряженностью 1000 А/м.
4. Выводы по работе.
Практическая работа №8.
МАГНИТНЫЙ ПОТОК
1. Цель работы
Прочитать параграфы2.1, «Электротехника» П.А.Бутырин и узнать основные понятия: магнитный поток ,напряженность, их формулы , направленность; познакомиться с единицей измерения; научиться решать задачи.
2.Оснащение: учебник «Электротехника» П.А.Бутырин ,параграф2.1,
тетрадь ,ручка.
3. Порядок выполнения работы
3.1 Прочитать параграф2.1, «Электротехника» П.А.Бутырин и записать :
1)Запишите формулу магнитного потока;
2)В каких единицах измеряется магнитный поток?
3)Что представляет собой напряженность и в каких единицах она измеряется?
4.Решите задачи:
Задача№1
Обмотка, намотанная на цилиндрический каркас длиной 0,3 м ,состоит из 1600 витков и по ним протекает ток 0,1 А .Вычислите напряженность магнитного поля внутри этой катушки.
Задача№2
Определите магнитный поток катушки, по виткам которой проходит ток 0,1А, если известно ,что число ее витков1000,длина 12,5 см и средний диаметр катушки 8см
5. Выводы по работе.
Практическая работа №9.
САМОИНДУКЦИЯ
1. Цель работы
Прочитать параграфы3.1,3.2,3.3,3.4 «Электротехника» П.А.Бутырин и ответить на поставленные вопросы.
2.Оснащение: учебник «Электротехника» П.А.Бутырин ,
тетрадь ,ручка.
3. Порядок выполнения работы
3.1 Прочитать параграф2.1, «Электротехника» П.А.Бутырин
3.2 Записать :
1)В чем заключается закон электромагнитной индукции ?
2)Запишите закон Ленца и выучите его ,зарисуйте рис.3.2.
3)Что называется ЭДС самоиндукции и ЭДС взаимоиндукции?
4)Запишите понятия индуктивности и взаимной индуктивности.
5)Как определить направление ЭДС индукции?
4. Выводы по работе.
Раздел: Магнитное поле тока
Практическая работа №10.
МАГНИТНАЯ СИСТЕМА
1. Цель работы
Прочитать параграф2.4, «Электротехника» П.А.Бутырин и узнать основные понятия: магнитная система, магнитная цепь, источники магнитного поля.
2.Оснащение: учебник «Электротехника» П.А.Бутырин ,параграф2.4,
тетрадь ,ручка.
3. Порядок выполнения работы
3.1 Прочитать параграф2.4, «Электротехника» П.А.Бутырин
3.2 Ответьте на вопросы:
1) Что представляет собой магнитная система?
2)Из чего состоит магнитная цепь?
3)Что обычно применяется в качестве источника магнитного поля?
4)Запишите формулу магнитодвижущей силы(МДС).
5)Что является единицей МДС?
6)Начертите разветвленную и неразветвленную магнитную цепь.
7)Какие допущения используются при анализе магнитных цепей?
4. Сделайте выводы .
Практическая работа №11.
ЗАКОНЫ МАГНИТНОЙ ЦЕПИ
1. Цель работы
Прочитать параграф2.5, «Электротехника» П.А.Бутырин и узнать основные понятия: магнитная система, магнитная цепь, источники магнитного поля.
2.Оснащение: учебник «Электротехника» П.А.Бутырин ,параграф2.5,
тетрадь ,ручка.
3.Методические указания
Прочитать параграф2.5, «Электротехника» П.А.Бутырин
4. Порядок выполнения работы
1) Запишите первый и второй законы Кирхгофа для магнитной цепи.
2) Начертите разветвленную и неразветвленную магнитную цепь.(рис 2.7а ,2.7 б) и в соответствии с законами Кирхгофа для магнитной цепи запишите ,чему равна сумма магнитных напряжений.
5. Ответьте на вопросы:
3) Что является единицей магнитного напряжения?
4)Чему равно магнитное сопротивление магнитопровода цепи, изображенной на рис.2.7а?
6. Сделайте вывод .
Практическая работа №12.
МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ
1. Цель работы
Прочитать параграф2.2, «Электротехника» П.А.Бутырин и узнать основные понятия: магнитные свойства вещества, магнитные и немагнитные вещества , характеристики магнитных материалов.
2.Оснащение: учебник «Электротехника» П.А.Бутырин ,параграф2.2, образцы магнитов и магнитных материалов,
тетрадь ,ручка.
3.Методические указания
Прочитать параграф2.2, «Электротехника» П.А.Бутырин
4. Порядок выполнения работы
1) Дополните предложения:
Диамагнетики это-
Парамагнетики это-
Ферромагнетики это-
Основными характеристиками ферромагнетиков являются-
2)Нарисуйте кривые намагничивания ферромагнетиков (рис.2.5)
5. Ответьте на вопросы:
1) Что называется коэрцитивной силой?
2)Что называется точкой Кюри для ферромагнетика?
3)Какая формула используется для расчета индукции магнитного поля в ферромагнетике?
4) Какую петлю гистерезиса и коэрцитивную силу имеют магнитомягкие материалы?
5) ) Какую петлю гистерезиса и коэрцитивную силу имеют магнитотвердые материалы?
6)Используя образцы магнитов и материалов узнать, какие из них притягиваются и почему?
6. Сделайте вывод .
Практическая работа №13.
МАГНИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
1. Цель работы
Изучить гипотезу Ампера,: магнитные свойства вещества(ферромагнетиков) и их применение.
2.Оснащение: учебник «Физика-11» Г.Я.Мякишев ,образцы доменов и магнитных материалов,
тетрадь ,ручка.
3.Методические указания
Прочитать параграф 7 «Физика-11» Г.Я.Мякишев
4. Порядок выполнения работы
1) Дополните предложения:
Ампер пришел к общему заключению:
Ферромагнетики это-
Основными характеристиками ферромагнетиков являются-
Спином называется…
Области с параллельными ориентациями спинов называют…
Если достаточно сильно нагреть гвоздь, то..
5. Ответьте на вопросы:
1) Где находят применение ферромагнетики и другие магнитные материалы?
2)Что представляют собой ферриты?
3)Как производится магнитная запись информации?
4)Используя образцы доменов , провести исследования по изменению их направления и запишите результаты.
6. Сделайте вывод .
Практическая работа № 14.
РАСЧЕТ ПРОСТЕЙШИХ МАГНИТНЫХ ЦЕПЕЙ
1. Цель работы
Ознакомиться с основными законами магнитной цепи,научиться решать задачи.
2.Оснащение: учебник Электротехника П.А.Бутырин и др , параграф2.5,тетрадь,ручка.
3.Ход работы
Изучить параграф2.5 «Основные законы магнитной цепи» и быть готовым ответить на все контрольные вопросы к ней.
4.Методические указания. Рассмотреть решение примерной задачи и быть готовым выполнить задачу по данному образцу.
5. Содержание отчета
5.1. Наименование и цель работы.
5.2Записать первый закон Кирхгофа.
5.3Записать второй закон Кирхгофа.
5,4Решить задачу:
Определить количество витков обмотки электромагнита(рис.2.8),если ток электромагнита I=30А,а поток,при котором якорь начинает притягиваться,Ф=30.10-4Вб.Магнитопровод изготовлен из электротехнической стали Э330.Размеры электромагнита:l1=30см,l2=2,5см,l3=l4=12см,lв=0,5см,S1=30см2,S3=25см2
6. Контрольные вопросы
1.Что называется магнитной цепью?
2.Что является единицей магнитного напряжения?
7. Сделайте вывод .
Раздел: Колебания
Практическая работа №15.
ПОЛУЧЕНИЕ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
1. Цель работы
Изучить основные понятия и характеристики; научиться решать задачи и ответить на вопросы.
2.Оснащение: учебник «Электротехника» П.А.Бутырин ,
тетрадь ,ручка.
3.Методические указания
Прочитать параграф 4.1 , учебник «Электротехника» П.А.Бутырин
4. Порядок выполнения работы
1) Дополните предложения:
Переменными токами, напряжениями и ЭДС называют..
2)Запишите формулы мгновенных значений синусоидальных токов, напряжений и ЭДС
3) Запишите формулу угловой частоты.
4)Зарисуйте графики, изображенные на рис.4.2.
5. Ответьте на вопросы:
1) В каких единицах системы СИ измеряются:
-период переменного тока
-частота переменного тока
2)Используя рис.4.2 а, б, в ,установите сколько периодов изображено?
6.Решите задачу:
Электродвижущая сила, развиваемая генератором в каждый момент времени, выражается формулой
e=29sin (314t+π/8)
Определите начальную фазу ЭДС и ее значение при t=0,15 сек.
7. Сделайте вывод .
Практическая работа №16.
ГЕНЕРАТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
1. Цель работы
Изучить принцип действия , устройство генератора переменного тока и его область применения.
2.Оснащение: учебник «Физика-11» Г.Я.Мякишев ,плакат «Генератор переменного тока», тетрадь ,ручка.
3.Методические указания
Прочитать параграф 37 учебник «Физика-11» Г.Я.Мякишев
4. Порядок выполнения работы
1) Описать принцип действия генератора переменного тока ,используя плакат и рис.5.2 параграф 37,учебник «Физика-11» Г.Я.Мякишев
2) Устройство генератора переменного тока;
5. Ответьте на вопрос:
Какими преимуществами обладает переменный ток по сравнению с постоянным?
6. Сделайте вывод .
Практическая работа № 17.
УСТРОЙСТВО ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА
1. Цель работы
Ознакомиться с устройством, принципом действия, основными характеристиками и методами испытаний генераторов постоянного тока с параллельным возбуждением.
2.Оборудование: генератор постоянного тока(макет)
3.Ход работы
3.1. Предварительное домашнее задание
Изучить тему «Генераторы постоянного тока» и быть готовым ответить на все контрольные вопросы к ней.
3.2. Описать назначение и принцип действия генератора постоянного тока.
3.3Нарисоватьконструктивную схему генератора постоянного тока и описать устройство.
3.4Нарисовать обозначения на электрических схемах генераторов постоянного тока независимого, параллельного, последовательного и смешанного возбуждения.
3.5Описать виды генераторов постоянного тока и их характеристики
4.Методические указания. Электромашинный генератор постоянного тока преобразует механическую энергию вращения в электрическую энергию. Он состоит из трех основных частей: неподвижной – остова машины с электромагнитами постоянного тока (обмоткой возбуждения); вращающегося якоря, к которому подводится механическая энергия и в котором индуктируется переменная электродвижущая сила (эдс); коллектора со щетками, преобразующими переменную эдс в постоянное напряжение.
Принцип действия генераторов основан на законе электромагнитной индук-
ции. У генератора с независимым возбуждением обмотка возбуждения подключается к источнику электропитания. Генератор с параллельным возбуждением является генератором с самовозбуждением. Его обмотка возбуждения подключается параллельно главным выводам генератора, то есть параллельно обмотке якоря, и ток возбуждения IВ в ней зависит от величины напряжения на зажимах якоря и сопротивления цепи обмотки возбуждения. Для регулировки тока возбуждения в цепи обмотки возбуждения включается регулировочный реостат RР.
Самовозбуждение генератора возможно при наличии остаточного магнитного потока в сердечниках основных полюсов ФОСТ, создающего в якоре эдс, составляющую 2–5 % от номинального напряжения .. За счет этой эдс в
обмотке возбуждения протекает ток возбуждения.
IВ ОСТ = ЕОСТ /( RЯ + RВ + RР),
где RВ – сопротивление обмотки возбуждения, RЯ – сопротивление обмотки яко-
ря, RР – сопротивление регулировочного реостата.
Ток возбуждения создает дополнительный магнитный поток ФВ. Самовозбуждение генератора произойдет только в том случае, когда этот дополнительный магнитный поток ФВ будет направлен согласно с остаточным магнитным потоком ФОСТ. Увеличение потока в сердечниках полюсов вызовет повышение эдс якоря ЕЯ = сеn(ФОСТ +ФВ), дальнейшее повышение тока возбуждения IВ и магнитного по-
тока ФВ до наступления равновесия, определяемого сопротивлением цепи возбуждения R = RЯ + RВ + RР. При этом сопротивление цепи возбуждения RВ должнобыть меньше так называемого критического сопротивления.
При встречном направлении магнитных потоков в сердечниках полюсов само возбуждение генератора невозможно. Чтобы генератор возбудился, необходимо в этом случае изменить направление тока возбуждения в обмотке возбуждения переключением проводов на её зажимах.
Для регулирования напряжения на зажимах генератора изменяют величину
магнитного потока машины, зависящую от величины тока возбуждения IВ, который с помощью реостата RР устанавливают нужной величины.
Параллельную обмотку возбуждения называют шунтовой обмоткой, поэтому клеммы параллельной обмотки возбуждения обозначают «Ш1» и «Ш2».
Основными величинами, характеризующими работу генератора постоянного тока являются вырабатываемая мощность Р = UI, напряжение на зажимах U, ток возбуждения IВ, ток якоря IЯ или ток нагрузки I, частота вращения якоря n. Зависимость между этими величинами описывается двумя основными уравнениями уравнением эдс (Е = сеnФ) и уравнением электрического состояния цепи якоря (U = E – IЯ RЯ). Об эксплуатационных свойствах генератора судят по его основным характеристикам, показывающим зависимость основной величины генератора – напряжения – от тока возбуждения IВ, тока нагрузки I и скорости вращения якоря. При испытании генератора обычно снимают характеристику холостого хо-
да, внешнюю характеристику и регулировочную характеристику.
Характеристика холостого хода – это зависимость эдс генератора Е0 от тока возбуждения IВ при разомкнутой внешней цепи. Характеристику холостого хода рекомендуется снимать, отключив обмотку возбуждения от якоря испытуемого генератора и пропуская ток возбуждения IВ от постороннего источника постоянного тока. В этом случае получается независимое возбуждение. Снятие характеристики начинается и заканчивается при разомкнутой обмотке возбуждения. При снятии характеристики ток возбуждения сначала плавно увеличивают до номинального значения (восходящая ветвь), а затем его уменьшают до нуля (нисходящая ветвь). Полученная характеристика по характеру аналогична кривой намагничивания ферромагнитных материалов.
По характеристике холостого хода судят о возможной устойчивости работ генератора и о степени использования магнитных материалов.
Внешняя характеристика генератора – это зависимость напряжения U на зажимах генератора от тока нагрузки I .
Уравнение внешней характеристики генератора постоянного тока с параллельным возбуждением легко получить из уравнения электрического состояния цепи якорь–нагрузка, записанного на основании второго закона Кирхгофа:
Е = U + IЯ RЯ.
Так как ток возбуждения IВ значительно меньше тока якоря IЯ, то можно считать, что I≈ IЯ. Тогда можно записать U = E – I RЯ.
В действительности внешняя характеристика генератора с параллельным возбуждением имеет вид ниспадающей кривой. Уменьшение напряжения на зажимах генератора с параллельным возбуждением при увеличении тока нагрузки происходит по следующим основным причинам:
1) с увеличением тока нагрузки увеличивается падение напряжения на обмотке якоря I RЯ;
2) с увеличением тока нагрузки увеличивается тормозной момент и скорость вращения двигателя уменьшается, следовательно, уменьшается эдс, индуктируемая в якоре генератора;
3) с увеличением тока нагрузки, из-за реакции якоря происходит уменьшение
результирующего магнитного потока, следовательно, и эдс, индуктируемой в обмотке якоря ЕЯ.
Уменьшение напряжения приводит к уменьшению тока возбуждения и, следовательно, к уменьшению магнитного потока, эдс якоря и к дополнительному уменьшению напряжения на зажимах якоря.
По внешним характеристикам судят о процентном изменении напряжения генератора
ΔU = 100 (U0 – UН ) / UН.
Регулировочная характеристика представляет зависимость тока возбуждения
IВ от тока нагрузки I IВ = f(I) при постоянном напряжении на зажимах генератора
U = const.
При снятии регулировочной характеристики изменяют ток нагрузки до номи-
нального значения, а при помощи регулировочного реостата в цепи обмотки возбуждения поддерживают величину напряжения неизменной на зажимах генератора. Так как при увеличении тока нагрузки I напряжение уменьшается, то для поддержания величины напряжения U неизменной необходимо увеличивать эдс путем увеличения тока возбуждения IВ.
По регулировочной характеристике определяют пределы регулирования на-
пряжения генератора.
5. Содержание отчета
5.1. Наименование и цель работы.
4.2. Паспортные данные исследуемого генератора постоянного тока.
4.3. Назначение и принцип действия генератора постоянного тока Схема включения генератора и приводного двигателя.
4.4Конструктивная схема генератора постоянного тока и устройство.
4.5 Обозначения на электрических схемах генераторов постоянного тока независимого, параллельного, последовательного и смешанного возбуждения.
4.6 Виды генераторов постоянного тока и их характеристики.
5. Контрольные вопросы
1. Как устроен генератор постоянного тока?
2. По каким внешним признакам можно отличить машину постоянного тока от машины переменного тока?
3. Каков принцип действия генератора постоянного тока?
4. Каковы условия самовозбуждения генератора с параллельным возбуждени
ем?
5. Как протекает процесс самовозбуждения генератора с параллельным возбуждением?
6. По каким причинам генератор может не возбудиться?
7. Что отражает характеристика холостого хода?
8. Укажите причины уменьшения напряжения на зажимах генератора с параллельным возбуждением при увеличении тока нагрузки.
9. Как можно регулировать напряжение на зажимах генератора постоянного тока?
10. По каким признакам можно судить о том, что генератор постоянного тока непригоден для дальнейшей эксплуатации?
6.Выводы по работе.
Практическая работа №18.
КАТУШКА ИНДУКТИВНОСТИ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
1. Цель работы
Изучить, как индуктивность в цепи влияет на силу переменного тока.
2.Оснащение: учебник «Физика-11» Г.Я.Мякишев ,катушка индуктивности, электрическая лампа ,ключ ,источник тока .
3.Методические указания
Прочитать параграф 34, учебник «Физика-11» Г.Я.Мякишев
4. Порядок выполнения работы
1) Собрать цепь: катушка индуктивности, электрическая лампа ,ключ и источник тока и объяснить ,почему лампа светит ярче при постоянном напряжении, чем при переменном?
5. Ответьте на вопрос:
1)Чему равна удельная работа вихревого поля?
2)Как колебания напряжения на катушке опережают по фазе колебания силы тока?
3)Что называют индуктивным сопротивлением?
6. Сделайте вывод .
Практическая работа №19.
КОНДЕНСАТОР В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
1. Цель работы
Изучить принцип действия конденсатора в цепи переменного тока.
2.Оснащение: учебник «Физика-11» Г.Я.Мякишев ,конденсатор,, электрическая лампа ,ключ ,источники тока .
3.Методические указания
Прочитать параграф 33, учебник «Физика-11» Г.Я.Мякишев
4. Порядок выполнения работы
1) Собрать цепь: конденсатор, электрическая лампа ,ключ , используя источник постоянного тока ,а затем переменного тока.
2)Объяснить в каком случае лампа светится, а в каком нет?
5. Ответьте на вопрос:
1)Чему равно напряжение на конденсаторе?
2) Чему равен заряд конденсатора?
3)Как колебания силы тока опережают по фазе колебания напряжения?
4)Что называют емкостным сопротивлением?
6. Сделайте вывод .
Практическая работа №20.
РАСЧЕТ ПРОСТЕЙШИХ ЦЕПЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
1. Цель работы
Изучить комплексный метод расчета цепей синусоидального тока.
2.Оснащение: учебник «Электротехника» П.А.Бутырин ,
тетрадь ,ручка.
3.Методические указания
Прочитать параграф 4.7, учебник «Электротехника» П.А.Бутырин.
4. Порядок выполнения работы
Запишите:
1) формулы, описывающие комплексы напряжения на элементах R,L,C.
2) закон Ома в комплексной форме.
3) первый закон Кирхгофа и правило знаков.
4) второй закон Кирхгофа и правило знаков.
5. Решите задачи:
Задача №1
Нарисуйте электрический узел, для которого составлено уравнение по первому закону Кирхгофа:
I1+I2-I3-I4+I5=0
Задача №2
Определите ток в цепи: если ЭДС генератора 36 В, внутреннее сопротивление 0,5 Ом, ЭДС батареи 30 В, внутреннее ее сопротивление 0,2 Ом, сопротивление потребителя R1=1,5Ом
6. Сделайте вывод .
Практическая работа №21.
ТРЕХФАЗНАЯ СИСТЕМА
1. Цель работы
Ознакомиться с трехфазными системами, измерением фазных и линейных токов и напряжений. Проверить основные соотношения между токами и напряжениями симметричного и несимметричного трехфазного потребителя. Выяснить роль нейтрального провода в четырехпроводной трехфазной системе. Научиться строить векторные диаграммы напряжений и токов.
2. Порядок выполнения работы
Изучить Методические указания к работе и быть готовым ответить на все контрольные вопросы к ней.
3. Методические указания к работе
Трехфазная система переменного тока получила широкое применение, так как имеет ряд преимуществ по сравнению с системой однофазного переменного тока.
Поэтому чаще всего электрическая энергия вырабатывается, передается и распределяется между потребителями трехфазными системами. Подавляющее большинство электродвигателей является двигателями трехфазного переменного тока.
Чтобы в трехфазной системе можно было одновременно пользоваться двумя
различными напряжениями (например, 380 В – для питания электродвигателей и
220 В – для питания электрических ламп и других однофазных потребителей)
применяют четырехпроводную систему электроснабжения. Четырехпроводная линия трехфазной системы имеет четыре провода: три линейных, по которым протекают линейные токи IA, IB, IC и один нулевой (нейтральный) провод, предназначенный для поддержания одинаковых значений фазных напряжений на всех трех фазах потребителя. По нулевому проводу может протекать уравнительный ток I0, называемый нулевым или нейтральным током. Такая система соединения обмоток трехфазного генератора и приемников (потребителей) называется «звездой» .
При соединении в звезду фазный ток IФ и линейный ток IЛ есть одно и тоже
IФ = IЛ .
Напряжение между линейными проводам, называемое линейным напряжением(например, UAВ), оказывается в 3 раза больше, чем фазное напряжение источника питания UA, UВ или UС,:
UЛ = 3 UФ .
Если трехфазная система симметричная (все сопротивления и мощности фазных потребителей одинаковы), то по всем трем
фазам протекают одинаковые по величине токи, сдвинутые по фазе относительно друг друга на 120°. Ток в нейтральном проводе при этом равен нулю. Напряжения на всех фазах потребителя также отличаются друг от друга только по начальной фазе на 120°.
При включении в разных фазах различных по мощности потребителей (не-
симметричная нагрузка), токи каждой фазы (в каждом линейном проводе) отличаются друг от друга не только начальной фазой, но и величиной. По нейтральному проводу при этом протекает ток, вектор которого на основании первого закона Кирхгофа равен геометрической сумме векторов фазных токов (рис. ):
⎯IA +⎯IB +⎯IC =⎯I0 .
Обрыв нейтрального провода (трехпроводная система) при несимметричной нагрузке приводит к изменению напряжений на всех фазах потребителей и появлению напряжения смещения нейтрали UnN . Положение точки «n» на
векторной диаграмме при измеренных значениях напряжений на фазах потребителей UAП, UВП и UСП может быть определено методом засечек
или рассчитано аналитически.
4. Содержание отчета
Отчет по работе должен содержать:
а) наименование работы и цель работы;
б ) электрическую схему соединения звездой ;(рис.4.24 параграф4.13 учебник«Электротехника» П.А.Бутырин)
в) построенные в масштабе векторные диаграммы
цепи при соединении потребителей по схеме звезда (рис.4.25 учебник«Электротехника» П.А.Бутырин)
г)ответы на контрольные вопросы.
5. Контрольные вопросы
1. Какое соединение называется звездой?
2. Каково соотношение между фазным и линейным напряжениями трехфазного источника питания при соединении его обмоток по схеме звезда?
3. Какое соотношение между фазными и линейными токами при соединении в звезду?
4. Как определить величину тока в нейтральном проводе, если известны токи потребителя?
5. Для чего применяют нейтральный провод?
6. К каким зажимам следует подключить вольтметр, чтобы измерить фазное и линейное напряжение?
7. Какая трехфазная нагрузка называется симметричной?
8. Почему при несимметричной нагрузке обрыв нейтрального провода является аварийным режимом?
6.Вывод
Практическая работа №22.
СЛОЖЕНИЕ ФАЗНЫХ ЭДС
1. Цель работы
Ознакомиться с сложением ЭДС в трехфазных системах. Научиться строить векторные диаграммы напряжений и токов.
2. Порядок выполнения работы
Изучить параграф 4.13 (учебник«Электротехника» П.А.Бутырин)
и быть готовым ответить на все контрольные вопросы к нему.
3. Содержание отчета
Отчет по работе должен содержать:
а) наименование работы и цель работы;
б ) электрическую схему соединения звездой и треугольником ;(рис.4.28,4.31 параграф 4.13 учебник«Электротехника» П.А.Бутырин)
в)ответы на контрольные вопросы.
4. Контрольные вопросы
1. Какое соединение называется звездой?
2. Каково соотношение между фазным и линейным напряжениями трехфазного источника питания при соединении его обмоток по схеме звезда?
3. Какое соотношение между фазными и линейными токами при соединении в звезду?
4. Как определить величину тока в нейтральном проводе, если известны токи потребителя?
5. Для чего применяют нейтральный провод?
6. К каким зажимам следует подключить вольтметр, чтобы измерить фазное и линейное напряжение?
7. . Какое соединение называется треугольником?
8. Какая трехфазная нагрузка называется симметричной?
9. Почему при несимметричной нагрузке обрыв нейтрального провода является аварийным режимом?
5.Вывод.
Практическая работа №23.
МОЩНОСТЬ ТРЕХФАЗНОГО ТОКА
1. Цель работы
Ознакомиться с понятиями и формулами активной и реактивной мощности трехфазного источника ,научиться решать задачи.
2. Порядок выполнения работы
Изучить параграф 4.13 (учебник«Электротехника» П.А.Бутырин)
и быть готовым ответить на все контрольные вопросы к нему.
3. Содержание отчета
Отчет по работе должен содержать:
а) наименование работы и цель работы;
б ) понятия и формулы активной и реактивной мощности трехфазного источника.
в) решение задачи.
г)ответы на контрольные вопросы.
4.Решить задачу.
Полная мощность ,потребляемая трехфазной нагрузкой, S=1000 Вт. Реактивная мощность Q=600 Вт.Определите коэффициент мощности.
5. Контрольные вопросы
5.1 Как определяется коэффициент мощности?
5.2 Какие электрические машины используются для повышения коэффициент мощности?
6.Вывод.
Раздел: Электрический ток в полупроводниках
Практическая работа № 24.
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ.
1. Цель работы
Ознакомиться с работой, основными характеристиками и применением полупроводниковых диодов – выпрямительного диода, стабилитрона, диода Шоттки и светоизлучающего диода.
Предварительное домашнее задание
Изучить тему «Полупроводниковые диоды», содержание данной работы и
быть готовым ответить на все контрольные вопросы.
2.Оборудование: выпрямительный диод ти-
па 1N4007, полупроводниковый стабилитрон типа КС168А, светоизлучающий диод типа L5013 и диод Шоттки типа 1N5819.
3. Порядок выполнения работы
3.1. Ознакомиться с характеристиками диодов .
3.2 Составить таблицы с основными характеристиками диодов.
3.3 Записать применение полупроводников.
4. Методические указания
В лабораторной работе изучаются характеристики выпрямительного диода типа 1N4007, полупроводникового стабилитрона типа КС168А, светоизлучающего диода типа L5013 и диода Шоттки типа 1N5819.
Основные параметры исследуемых полупроводниковых приборов приведены в таблице №1
Из полупроводниковых диодов наиболее часто используются выпрямительные диоды, использующие свойство односторонней проводимости p-n-перехода. Полупроводниковым стабилитроном называют диод, напряжение на котором в области электрического пробоя слабо зависит от тока. Применяется в стабилизаторах напряжения и тока, источниках опорного напряжения, цепях защиты.
Таблица №1
Тип прибора 1N4007
Прямой выпрямленный ток, А 1
Постоянное обратное напряжение, В 1000
Постоянное прямое напряжение, В 0,6–0,8
Таблица 14.7
Тип прибора КС168А
Напряжение стабилизации, Uст, B 6,12–7,48
Минимальный ток стабилизации, Iст min, мА 3
Максимальный ток стабилизации, Iст max, мА 45
Максимальная рассеиваемая мощность, Рmax, мВт 300
Таблица 14.8
Тип прибора 1N5819
Прямой выпрямленный ток, А 1
Постоянное обратное напряжение, В 20–40
Постоянное прямое напряжение, В 0,45–0,6
Нормальным режимом работы стабилитрона является режим с обратно включенным p-n-переходом, рабочим напряжением – напряжение электрического пробоя перехода, рабочим участком вольтамперной характеристики (областью стабилизации) – участок
обратной ветви, который почти параллелен оси токов.
Ограничивая с помощью резистора протекающий через стабилитрон ток, чтобы избежать перегрузки ,состояние электрического пробоя в нем можно поддерживать длительное время.
Полупроводниковые стабилитроны изготовляются на основе кремния с большой концентрацией примесей (на 2–3 порядка больше, чем у выпрямительных диодов). Благодаря этому образуется очень тонкий запорный слой, и создаются условия для электрического пробоя при сравнительно небольших значениях приложенного напряжения.
В простейших (параметрических) стабилизаторах стабилизация напряжения основана на свойстве стабилитрона сохранять относительное постоянство напряжения при изменении (в определенных пределах) проходящего через них тока.
Если входное напряжение стабилизатора Uвх увеличится при неизменном сопротивлении нагрузки из-за повышения напряжения сети, то в соответ-
ствии с вольтамперной характеристикой стабилитрона незначительное увеличение напряжения на нем приводит к значительнее увеличению тока ,
протекающего через стабилитрон. Следовательно, значительно увеличится ток и падение напряжения на балластном сопротивлении R . Большая часть приращения входного напряжения приходится на приращение напряжения на балластном сопротивлении и значительно меньшая часть – на изменение
напряжения на стабилитроне. В результате выходное напряжение изменится незначительно. Оценивается работа стабилизатора коэффициентом стабилизации Кст:
Кст = ΔUвх/ΔUст.
При неизменном входном напряжении и изменении тока нагрузки, например
от Iн до Iн min, ток через стабилитрон возрастает на величину (Iн - Iн min). При этом выходное напряжение изменится незначительно. Для нормальной работы стабилизатора необходимо обеспечить условия, при которых ток стабилитрона не должен выходить за пределы рабочего диапазона .
Принцип работы светоизлучающих диодов основан на излучательной рекомбинации в объеме p-n-перехода при инжекции не основных носителей заряда под действием прямого напряжения. В результате излучательной рекомбинации переход испускает электромагнитные волны, которые могут находиться в световом (видимом) или инфракрасном (невидимом) диапазоне. На полупроводники, излучающие энергию в инфракрасном диапазоне наносят люминофор, который преобразует невидимое излучение в цветовое. Цвет свечения зависит от состава люминофора и может быть зеленым, красным, синим и голубым. Важными достоинствами светоизлучающих диодов является малая потребляемая мощность, высокая чистота цвета свечения, стабильность цвета свечения от времени наработки и
температуры.
Диоды Шоттки выполняются на основе контакта металл–полупроводник. Образованный на границе между металлом и полупроводником электрический переход является запирающим и обладает свойством односторонней проводимости .Потенциальный барьер на контакте металл-полупроводник часто называют барьером Шоттки. В таком переходе вследствие малой площади и большой ширины запирающего слоя обеспечивается незначительная барьерная емкость (не превышает 1 пФ). Из-за отсутствия инжекции в базу не основных носителей в ней не происходят процессы накопления и рассасывания зарядов. Поэтому длительность переходных процессов, обусловленная в диодах Шоттки только перезарядкой барьерной емкости, составляет десятые доли наносекунды. Эти свойства определили применение диода Шоттки как идеального элемента в импульсных устройствах.
5. Контрольные вопросы
Используя параграф8.3 ,учебник«Электротехника» П.А.Бутырин, расшифровать обозначение -полупроводниковый стабилитрон типа КС168А
6.Вывод.
Практическая работа №25.
УСТРОЙСТВО ТРАНЗИСТОРОВ
1. Цель работы
Ознакомиться с понятиями и устройством биполярного транзистора .
2.Порядок выполнения работы
Изучить параграф 8.4 (учебник«Электротехника» П.А.Бутырин)
и быть готовым ответить на все контрольные вопросы к нему.
3. Содержание отчета
Отчет по работе должен содержать:
а) наименование работы и цель работы;
б ) понятия и рисунки распределения токов.
в)ответы на контрольные вопросы.
4.Дополните предложения:
4.1Биполярный транзистор-…
Работа основана на …
Принцип работы …
Существует четыре режима…
Активный-…
Инверсный-…
Насыщения-…
Отсечки-…
4.2Нарисуйте режимы биполярного транзистора.(рис.8.5, параграф 8.4 , учебник«Электротехника» П.А.Бутырин.
5. Контрольные вопросы
Какие основные параметры характеризуют транзистор как активный нелинейный четырехполюсник?
6.Вывод.
Практическая работа №26.
УСТРОЙСТВО КОНДЕНСАТОРОВ
1. Цель работы
Ознакомиться с понятиями и устройством конденсатора.
2.Порядок выполнения работы
Изучить параграф 100 ,(учебник «Физика-10» Г.Я.Мякишев )
и быть готовым ответить на все контрольные вопросы к нему.
3. Содержание отчета
Отчет по работе должен содержать:
а) наименование работы и цель работы;
б ) понятия и рисунки .
в)ответы на контрольные вопросы.
4. Контрольные вопросы.
4.1 Что называют конденсатором?
4.2 Что он собой представляет ?(к ответу нарисуйте рис.14.33)
4.3 Что нужно для зарядки конденсатора?
4.4 Чему равна электроемкость конденсатора?
4.5 Как изменяется емкость конденсатора при наличии диэлектрика между его обкладками?
4.6 Какие существуют типы конденсаторов?
5.Вывод.
Практическая работа №27.
УСТРОЙСТВО ТИРИСТОРОВ
1. Цель работы
Ознакомиться с понятиями и устройством тиристоров .
2.Оснащение: учебник «Электротехника» П.А.Бутырин ,
тетрадь ,ручка, комплект тиристоров.
3.Порядок выполнения работы
Изучить параграф 8.6 (учебник«Электротехника» П.А.Бутырин)
и быть готовым ответить на все контрольные вопросы к нему.
4. Содержание отчета
Отчет по работе должен содержать:
а) наименование работы и цель работы;
б ) понятия и рисунки .
в)ответы на контрольные вопросы.
5. Рассмотрите предложенные образцы и дополните предложения:
4.1 Тиристор-…
4.2 Диодный тиристор называют….,а триодный ….
4.3 Динистор представляет собой…
6.Изобразите схему включения динистора и опишите его устройство.
рис.8.8, параграф 8.6 , учебник«Электротехника» П.А.Бутырин.
7. Контрольные вопросы
. Как осуществляется управление током динистора?
8.Вывод
Раздел: Устройство электрических аппаратов
Практическая работа № 28.
УСТРОЙСТВО ТРАНСФОРМАТОРА.
1. Цель работы
Ознакомиться с назначением и основными характеристиками однофазного
трансформатора, работой трансформатора при различном характере нагрузки.
2. Предварительное домашнее задание
2.1. Изучить тему «Однофазный силовой трансформатор»
и быть готовым ответить на все контрольные вопросы к ней.
3. Порядок выполнения работы
3.1Пользуясь схемами соединений (рис..1,.2), начертить принципиальные схемы исследуемых установок с включенными измерительными приборами.
.3.2. Ознакомиться с паспортными данными исследуемого трансформатора
и методическими рекомендациями.
4. Методические указания
Трансформатор – статический электромагнитный аппарат, преобразующий параметры электрической энергии переменного тока и передающий эту энергию из одной цепи в другую. С помощью трансформатора можно преобразовывать основные параметры электрической энергии переменного тока (ток, напряжение).
Электрическая мощность при этом остается почти неизменной. В зависимости от соотношения номинальных напряжений у трансформатора различают обмотку высшего напряжения и обмотку низшего напряжения.
Коэффициент трансформации по напряжению К12 показывает, как соотносятся числа витков в обмотках, а также эдс, индуктируемые в обмотках:
К12 = E1 / E2 = ω
1 / ω2 ≈ U1 / U2 ≈ I2 / I1 .
Коэффициент трансформации можно определить с достаточной точностью, измерив при холостом ходе трансформатора (вторичная обмотка разомкнута) напряжения на зажимах первичной и вторичной обмоток.
В режиме холостого хода трансформатор потребляет из сети электрическую энергию, которая идет на потери в сердечнике (в стали) из-за перемагничивания магнитопровода и вихревых токов. Опыт холостого хода позволяет определить состояние сердечника трансформатора.
Подключение потребителей электрической энергии к трансформатору позволяет передавать им энергию, повышая или понижая напряжение. В данной работе исследуется понижающий трансформатор типа 220 В/12 В, который одновременно в таком же соотношении изменяет силу тока.
Так как первичная и вторичная обмотки трансформатора электрически не соединены, электрическая мощность из первичной обмотки во вторичную обмотку
передается при помощи магнитного потока, замыкающегося по сердечнику трансформатора. Мощность, потребляемая трансформатором, больше мощности ,отдаваемой трансформатором потребителю, на величину потерь в самом трансформаторе. Потери мощности в обмотках и сердечнике трансформатора относительно невелики. Полная номинальная мощность трансформатора обычно определяется как SН = U2Н I2Н, где U2Н – номинальное напряжение на вторичной обмотке трансформатора; I2Н – номинальный ток вторичной обмотки трансформатора.
С увеличением тока нагрузки от холостого хода до номинального значения
напряжение на зажимах вторичной обмотки понижается из-за увеличения падения напряжения на внутреннем сопротивлении трансформатора. Это иллюстрирует одна из основных характеристик трансформатора, которая, как и у любого источника электропитания, называется внешней характеристикой U2 = f(U2) (рис. 10.3).
Наклон внешней характеристики зависит от коэффициента мощности потребителя (характера потребителя). При этом увеличивается и ток I1, потребляемый трансформатором из сети, а общий магнитный поток в сердечнике трансформатора остается практически постоянным при неизменном значении первичного напряжения. Работа трансформатора описывается также рабочими характеристиками, к которым относятся зависимости I1=f(Р2), U2=f(Р2), cos ϕ
1=f(Р2),
η=f(Р2) при U1Н = const, cos ϕ
2= const, где Р2 = U2I2cos ϕ
2 – активная мощность трансформатора, отдаваемая нагрузке. Рабо-
чие характеристики снимаются для выбора оптимальной зоны
работы трансформатора.
Параметры простейшей Г-образной схемы замещения
трансформатора (рис. 10.4) легко определяются по результатам опытов холостого хода и короткого замыкания транс-
форматора. По схеме замещения можно рассчитать величину тока аварийного короткого замыкания трансформатора, которое может иметь место в эксплуатационных условиях. По результатам опытов холостого хода и короткого замыкания трансформатора нетрудно рассчитать величину
коэффициента полезного действия трансформатора в номинальном режиме работы.
5. Содержание отчета
Отчет по работе должен содержать:
а) наименование работы и цель работы;
б) схему с включенными измерительными приборами;
в) внешние характеристики трансформатора при активной и емкостной нагрузке;
г) рабочие характеристики трансформатора при активной нагрузке;
6. Контрольные вопросы
1. Для чего предназначен трансформатор?
2. Каков принцип действия трансформатора?
3. Как опытным путем определить коэффициент трансформации?
4. Почему при увеличении тока нагрузки увеличивается ток, потребляемый
трансформатором из сети?
5. Почему при изменении нагрузки изменяется КПД трансформатора?
6. Какие процессы характеризует активная мощность, потребляемая транс-
форматором в режиме холостого хода и в режиме короткого замыкания?
7. Почему при активной нагрузке увеличение тока ведет к уменьшению вто-
ричного напряжения?
8. Почему внешняя характеристика трансформатора зависит от характера нагрузки?
7.Выводы по работе.
Практическая работа №29.
УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
1. Цель работы
Изучить назначение и классификацию электрических аппаратов ,принципы действия разъединителей ,выключателей высокого напряжения и предохранителей.
2.Оснащение: учебник «Электротехника» П.А.Бутырин ,
тетрадь ,ручка, комплект предохранителей и разъединителей.
3.Методические указания
Прочитать параграфы 9.1-9.3, учебник «Электротехника» П.А.Бутырин и рассмотреть комплект предохранителей и разъединителей.
4. Содержание отчета
Отчет по работе должен содержать:
а) наименование работы и цель работы;
б ) назначение и классификацию электрических аппаратов;
в) принципы действия разъединителей;
г) принципы действия выключателей высокого напряжения;
д) принципы действия предохранителей;
е) ответы на контрольные вопросы.
5. Ответьте на вопрос:
1)Где применяются пробковые предохранители?
2)Что относят к коммутирующим аппаратам?
6. Сделайте вывод .
Практическая работа №30.
АППАРАТЫ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ
1. Цель работы
Изучить назначение и классификацию аппаратов ручного управления: контакторов, пускателей, их принципы действия.
2.Оснащение: учебник «Электротехника» П.А. Бутырин ,плакат «Аппараты ручного управления»,тетрадь ,ручка.
3.Методические указания
Прочитать параграфы 9.4 учебник «Электротехника» П.А. Бутырин .
4. Содержание отчета
Отчет по работе должен содержать:
а) наименование работы и цель работы;
б ) назначение и классификацию аппаратов ручного управления;
в) принципы действия контакторов;
г) принципы действия пускателей и его схему (рис 9.13;).
5. Ответьте на вопросы:
1) Где применяются аппараты ручного управления ?
2)Какие виды защиты вы знаете?
3) Для чего служат автоматические воздушные выключатели?
6. Сделайте вывод .
Используемая литература
1.Г.Я.Мякишев,Б.Б.Буховцев,Н.Н.Сотский; под редакцией В.И.Николаева, Н.А.Парфентьевой. Учебник Физика для 10 кл. общеобразовательных учреждений. - М. : Просвещение, 2008
2. Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, В.М. Чаругин; под редакцией В.И.Николаева,Н.А.Парфентьевой. Учебник для 11 кл. общеобразовательных учреждений.-М. : Просвещение, 2008
3.П.А.Бутырин,О.В.Толчеев,Ф.Н.Шакирзянов .Учебник Электротехника для нач. проф. образования.-М. : Издательский центр «Академия»,2010
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
Выбранный для просмотра документ Перечень лабораторно.docx
МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАЧАЛЬНОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ
ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ УЧИЛИЩЕ №61 имени Вернигоренко И.Г.
Методическая разработка
Сборник практических работ
по дисциплине «Физика»
Составитель: преподаватель Лобачева Ф.С.
г. Новошахтинск
Оглавление
Аннотация……………………………………………………………………2стр
Рецензия……………………………………………………………………...3стр
Правила внутреннего распорядка и техники безопасности при
выполнениипрактических работ…………………………………………..4стр
Раздел : Законы постоянного тока
Практическая работа №1 Расчеты простейших цепей…………………….5стр
Практическая работа№2 Электроизмерительные приборы………………7стр
Практическая работа№3 Мощность электрического тока………………11стр
Практическая работа№4 Сопротивление проводников…………………12стр
Практическая работа№5 Законы Кирхгофа и Ома………………………13стр
Раздел: Электромагнитная индукция
Практическая работа№6 Магниты и магнитное поле……………………14стр
Практическая работа№7 Магнитная индукция…………………………..15стр
Практическая работа№8 Магнитный поток………………………………16стр
Практическая работа№9 Самоиндукция………………………………….17стр
Раздел: Магнитное поле тока
Практическая работа№10 Магнитная система…………………………...18стр
Практическая работа№11 Законы магнитной цепи………………………19стр
Практическая работа№12 Магнитные свойства веществ………………..20стр
Практическая работа№13 Магнитные материалы……………………….21стр
Практическая работа №14 Расчет простейших магнитных цепей………22стр
Раздел: Колебания
Практическая работа№15 Получение переменного тока………………..23стр
Практическая работа№16 Генератор переменного тока………………...24стр
Практическая работа №17 Устройство генераторов постоянного тока.25стр
Практическая работа№18 Катушка индуктивности в цепи переменного
тока…………………………………………………………………………..29стр
Практическая работа№19 Конденсатор в цепи переменного тока……...30стр
Практическая работа№20 Расчет простейших цепей переменного
тока……………………………………………………………………………31стр
Практическая работа№21 Трехфазная система…………………………...32стр
Практическая работа№22 Сложение фазных ЭДС………………………..34стр
Практическая работа№23 Мощность трехфазного тока………………….35стр
Раздел: Электрический ток в полупроводниках
Практическая работа№24 Полупроводниковые диоды…………………..36стр
Практическая работа №25 Устройство транзисторов…………………….39стр
Практическая работа №26 Устройство конденсаторов…………………..40стр
Практическая работа №27 Устройство тиристоров………………………41стр
Раздел: Устройство электрических аппаратов
Практическая работа №28Устройство трансформатора………………….42стр
Практическая работа №29 Устройство электрических аппаратов………45стр
Практическая работа №30 Аппараты управления режимов работы……..46стр
Аннотация
Составитель: преподаватель высшей категории по физике и электротехнике-Государственного Бюджетного Образовательного Учреждения Ростовской области Профессионального училища №61
Г.Новошахтинск
Лобачева Фаина Серафимовна
Методическая разработка:
Комплект практических работ по физике
2014
Одобрено методическим объединением общеобразовательного цикла
Рецензент Василенко Л.В.
Комплект практических работ по физике включает в себя описание тридцати работ для профессий технического цикла: « Автомеханик» , «Машинист крана», « Сварщик».
Вначале идет знакомство с правилами техники безопасности при проведении работ.
Работы носят практическую направленность. Они состоят из целей, порядка выполнения работ, методических указаний, контрольных вопросов и задач необходимых для углубленного изучения материала по дисциплине физика.Исходя из целей практической работы,она может быть выполнена с условными обозначениями, схемами, рисунками.По окончании проделанной работы обязательно должен быть сделан вывод.
Практические работы выполнены по разделам «Магнитное поле тока», «Законы постоянного тока», «Электромагнитная индукция», «Колебания», «Электрический ток в полупроводниках», «Устройство электрических аппаратов».
Комплект практических работ по физике дает возможность расширения и углубления подготовки ,получения профессиональных компетенций ,знаний и умений, необходимых для обеспечения конкурентоспособности выпускника в соответствии с запросами регионального рынка труда.
Рекомендуется в качестве практических работ при изучении дисциплины «Физика» при освоении профессий технического профиля в ГБОУ НПО РО ПУ№61.
Рецензия на комплект практических работ по физике
Преподавателя высшей квалификационной категории
ГБОУ НПО РО ПУ №61
Лобачевой Фаины Серафимовны
Комплект практических работ составлен в соответствии с Федеральным Государственным Образовательным Стандартом по дисциплине « Физика» и с Федеральными Государственными Образовательными Стандартами по профессиям технического цикла : «Сварщик (электросварочные и газосварочные работы)», «Машинист крана (крановщик)», «Автомеханик».
Комплект практических работ ориентирован на достижение следующих целей:
· освоение знаний о фундаментальных физических законах и принципах, лежащих в основе современной физической картины мира; наиболее важных открытиях в области физики, оказавших определяющее влияние на развитие техники и технологии; методах научного познания природы;
· овладение умениями проводить наблюдения, планировать и выполнять эксперименты, выдвигать гипотезы и строить модели, применять полученные знания по физике для объяснения разнообразных физических явлений и свойств веществ; практического использования физических знаний; оценивать достоверность естественно-научной информации;
· развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей в процессе приобретения знаний и умений по физике с использованием различных источников информации и современных информационных технологий;
· воспитание убежденности в возможности познания законов природы; использования достижений физики на благо развития человеческой цивилизации; необходимости сотрудничества в процессе совместного выполнения задач, уважительного отношения к мнению оппонента при обсуждении проблем естественнонаучного содержания;
· использование приобретенных знаний и умений для решения практических задач повседневной жизни, обеспечения безопасности собственной жизни.
При выполнении практических работ используются учебники: Г.Я. Мякишев и др. «Физика-10», «Физика-11»,П.А. Бутырин и др. ,«Электротехника».
В данной работе учтены темы, связанные с профессиональными навыками, особенностями обучения по профессиям : «Автомеханик», «Машинист крана», «Сварщик».
Работа рассчитана на обучающихся первого и второго курсов , изложена понятным, доступным языком, использована физическая и электротехническая терминология, выдержано единообразие оформления.
Комплект практических работ по физике дает возможность расширения и углубления подготовки ,получения профессиональных компетенций ,знаний и умений, необходимых для обеспечения конкурентоспособности выпускника в соответствии с запросами регионального рынка труда.
Работа рассмотрена и одобрена на заседании Методического объединения общеобразовательных дисциплин и рекомендована к использованию при изучении дисциплины «Физика» в ГБОУ НПО РО ПУ №61.
Рецензент:
Зам. Директора по УМР.
ГБОУ НПО РО ПУ №61 Василенко Л.В.
Рецензия на комплект практических работ по физике
Преподавателя высшей квалификационной категории
ГБОУ НПО РО ПУ №61
Лобачевой Фаины Серафимовны
Комплект практических работ предназначен для изучения физики в учреждениях НПО, реализующих образовательную программу среднего (полного)общего образования.
В данной работе учтены темы, связанные с профессиональными навыками, особенностями обучения по профессиям : «Автомеханик», «Машинист крана», «Сварщик».
Работа рассчитана на обучающихся первого и второго курсов НПО, изложена понятным, доступным языком, использована физическая и электротехническая терминология, выдержано единообразие оформления.
Комплект практических работ по физике дает возможность расширения и углубления подготовки ,получения профессиональных компетенций ,знаний и умений, необходимых для обеспечения конкурентоспособности выпускника в соответствии с запросами регионального рынка труда.
Работа может быть рекомендована к использованию при изучении дисциплины «Физика» в ГБОУ НПО РО ПУ №61.
Рецензент:
ПРАВИЛИ ВНУТРЕННЕГО РАСПОРЯДКА
И ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ
ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ
При работе в лаборатории электротехники во избежание несчастных случаев, а также преждевременного выхода из строя приборов и оборудования обучающийся при выполнении работ должен выполнять следующие правила внутреннего распорядка и техники безопасности:
1. К работе в лаборатории допускаются, обучающиеся знакомые с правилами внутреннего распорядка и техники безопасности.
2. После ознакомления с правилами внутреннего распорядка и инструктажа
по технике безопасности каждый обучающийся должен расписаться в специальном журнале.
3. При работе в лаборатории запрещается приносить собой вещи и предметы, загромождающие рабочие места.
4. В лаборатории запрещается громко разговаривать, покидать рабочие места без разрешения преподавателя и переходить от одного стенда к другому.
5. Приступая к работе в лаборатории, студенческая группа делится на бригады, которые затем распределяются по лабораторным столам.
6. Электрические цепи собираются при отключенном источнике питания. При необходимости изменений в цепи в процессе работы нужно отключить источник питания.
7. Сборку электрической цепи производят соединительными проводами в
строгом соответствии со схемой, представленной в методических указаниях, обеспечивая при этом надежность электрических контактов всех разъемных соединений. При сборке необходимо следить, чтобы соединительные провода не скручивались петлями.
8. Собранная электрическая цепь предъявляется для проверки преподавателю.
9. Включение электрической цепи под напряжение производится после про-
верки её преподавателем с его разрешения и в его присутствии.
10. При обнаружении неисправности в цепи, появления специфичного запаха,
повреждения оборудования или приборов необходимо немедленно отключить
электропитание стенда и известить об этом преподавателя .
11. Перед включением регулируемого источника питания необходимо убе-
диться, что его ручка стоит в положении, соответствующем минимальному выходному напряжению.
12. При использовании электрических машин строго выполняйте правила и
порядок их пуска.
13. После утверждения преподавателем результатов работы необходимо разобрать исследуемую электрическую цепь и привести в порядок рабочее место.
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
комплект практических работ по физике включает в себя описание работ для профессий технического цикла.работы носят практическую направленность. Они состоят из целей выполнения,методических указаний,контрольных вопросов.Работы соровождаются условными обозначениями,схемами,рисунками.По окончании работ должен быть сделан вывод.Практические работы выполнены по разделам "магнитное поле","Законы постоянного тока","электрический ток в полупроводниках" и др.комплект практических работ дает возможность расширения и углубления подготовки,получения профессиональных компетенций,знаний и уменийнкеобходимых выпускнику.
6 654 060 материалов в базе
Настоящий материал опубликован пользователем Лобачева Фаина Серафимовна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Удалить материал
Ваша скидка на курсы
40%
Курс профессиональной переподготовки
300 ч. — 1200 ч.
Курс повышения квалификации
72/108 ч.
Курс повышения квалификации
36 ч. — 180 ч.
Мини-курс
4 ч.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.