Предисловие

Методические указания к выполнению лабораторных работ предназначены для направления подготовки "Автоматизация технологических процессов и производств". Они разработаны на основе ГОС ВПО для указанного направления и рабочей программы дисциплины.

Работа является второй частью методического пособия по лабораторному практикуму, первая часть которого - "Журнал лабораторных работ по общей электротехнике и электронике" (далее – Журнал) – выпущен издательством МГТУ в 2009 году. Методические указания включают ссылки на рисунки и таблицы, содержащиеся в Журнале, поэтому при выполнении лабораторных работ эти учебные издания должны использоваться совместно.

При разработке методических указаний были использованы методические материалы авторов, в разное время и в разном качестве работавших на кафедре электрооборудования судов (судовой электротехники) Мурманского государственного технического университета (МГАРФ, МВИМУ им. Ленинского комсомола): Наума Владимировича Каценельсона, Николая Григорьевича Баева, Геннадия Ивановича Журбина, Евгения Анатольевича Докукина, Светланы Андреевны Гончаренко.

Общие организационно-методические указания

1. До выполнения любых действий с лабораторной установкой необходимо пройти инструктаж по безопасным методам работы в лаборатории общей электротехники и электроники. Инструктаж должен проводиться преподавателем или заведующим лабораторией. О проведении инструктажа должна быть сделана запись в Журнале регистрации.

2. Перед выполнением лабораторной работы следует

- изучить принципиальную схему лабораторной установки, найти на стенде элементы, подлежащие монтажу;

- ознакомиться с приборами и устройствами, входящими в лабораторную установку, и правилами обращения с ними;

- изучить последовательность выполнения всех операций, иметь ясное представление об ожидаемых результатах;

- убедиться в том, что на лабораторном стенде отсутствуют посторонние предметы и детали, а приборы и их пределы измерения соответствуют рекомендациям;

3. При выполнении лабораторных исследований необходимо строго следовать правилам безопасной работы с оборудованием лаборатории, важнейшими из которых являются следующие:

- в случае отсутствия преподавателя в лаборатории включение электропитания стендов строго запрещено;

- любые изменения электрических цепей, собранных на лабораторных стендах, должны производится только после снятия с них электропитания;

- каждое включение лабораторной установки должно производится под наблюдением преподавателя, либо с разрешения преподавателя;

- отходить от лабораторной установки можно только, сняв с нее питающее напряжение;

- перед каждым включением автотрансформатора маховик регулятора напряжения должен быть установлен на минимум;

- все электрические соединения должны производиться изолированными проводниками без видимых изъянов и повреждений.

4. Первая, третья и девятая лабораторные работы практикума предусматривают возможность выполнения задания одного из двух уровней сложности. Задание повышенного уровня сложности имеет более высокий рейтинг, содержит значительную исследовательскую составляющую, требует от студента хорошего знания теоретического материала и умения самостоятельно планировать эксперимент. Это задание выбирается по желанию студента, вместо задания первого уровня, при согласовании с преподавателем. При выполнении лабораторной работы по заданию второго уровня сложности защита отчета о лабораторной работе является необязательной.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

СООТНОШЕНИЯ В ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Цель работы: опытным путем проверить основные соотношения в линейных электрических цепях постоянного тока.

Электроизмерительные приборы, используемые в работе:

миллиамперметр электромагнитный (0-250 мА);

вольтметр магнитоэлектрический (0-150 В).

З адание первого уровня сложности: собрать электрическую цепь по схеме, приведенной на рисунке 1.1, и исследовать ее на предмет соблюдения основных электротехнических соотношений.

Содержание работы по заданию первого уровня сложности.

Работа предусматривает выполнение четырех опытов, в ходе которых должны быть проверены закон Ома и правила Кирхгофа, принципы наложения и взаимности.

Первый опыт – построение диаграммы распределения электрического потенциала вдоль одного из контуров исследуемой цепи. Выполнение опыта должно завершаться анализом построенной диаграммы и соотнесением ее вида с результатами последующих опытов: знак и величина угла наклона наклонных участков должны соответствовать знаку и величине токов ветвей, количество вертикальных участков – количеству источников ЭДС и т.д.

Целью второго опыта является проверка соблюдения первого и второго правил Кирхгофа. Особенностью этого опыта является то, что для измерения тока в лабораторной установке используется амперметр электромагнитной системы, не показывающий знак тока. В то же время, для составления алгебраической суммы токов ветвей информация о знаке тока необходима. Знак тока может быть определен косвенно, по знаку падения напряжения от этого тока.

В третьем опыте производится проверка принципа наложения, который заключается в том, что ток любой ветви может быть представлен как результат сложения токов этой ветви от каждой ЭДС цепи в отдельности. Для проверки этого принципа необходимо произвести измерения тока в рассматриваемой ветви, последовательно оставляя в цепи по одному источнику ЭДС и исключая из цепи остальные источники. Для вывода из работы источника ЭДС он должен быть заменен короткозамкнутой перемычкой. Использовать для этого тумблер, коммутирующий цепь источника, нельзя, так как при этом ветвь окажется разомкнутой.

Этого же порядка следует придерживаться и при выполнении четвертого опыта – проверки принципа взаимности. Свидетельством соблюдения этого принципа является равенство двух значений взаимных проводимостей, полученных в ходе опыта.