2020-08-05
450
Конструктивно стенд представляет собой лабораторный стол, в котором находятся комплекты приборов и элементов, необходимых для выполнения лабораторных работ.
На крышке стола устанавливаются блок питания БП4822-2 и приборный штатив для измерительных приборов, в нижней части которого расположены клеммы с выведенными напряжениями блока питания (табл. 1.2).
Таблица 1.2
| Напряжение, В | Максимально допустимый ток, А | Значение верхнего предела регулируемого напряжения, В | Примечание |
| Переменное | |||
| 3~220 | 3 | - | Нерегулируемое |
| 220 | 3 | - | Нерегулируемое |
| 127 | 3 | - | Нерегулируемое |
| 0-250 | 2 | 205 - 280 | Регулируемое |
| 0-30 | 0,5 | 20-40 | Регулируемое |
| 0 - 6,3 | 0,5 | 5,7-16 | Регулируемое |
| Постоянное | |||
| 0 - 250 | 0,025 | 230-330 | Регулируемое |
| 0- 120 | 2 | 110-180 | Регулируемое |
| 0-30 | 0,5 | 20-40 | Регулируемое |
| 0-6,3 | 0,5 | 5,5 - 14 | Регулируемое |
Крышка стола имеет съемный вкладыш, на место которого устанавливается плата с необходимым набором для выполнения лабораторной работы. Уложенные в рамы измерительные приборы, лабораторный набор и плата вставляются в направляющие, укрепленные в тумбе стола. На передней пластине тумбы указано размещение всех элементов, входящих в состав устройства. Измерительные приборы закрепляются в стальных корпусах, имеющих фиксирующие штыри. Для уменьшения предела измерения мощности в ваттметре применяется трансформатор тока, поэтому для правильного считывания показания прибора следует учитывать соответствующие коэффициенты (см. лабораторную работу 4. с. 28. п. 6). Для выполнения лабораторной работы приборы устанавливаются в необходимом наборе в приборный штатив. При переходе к другой работе набор приборов меняется. Для фиксации приборных корпусом и штативе имеются отверстия, соответствующие штырям на корпусах. На платах для монтажа элементов установлены клеммы приборные с пояснительными надписями. Электрические соединения элементов схемы, измерительных приборов и подключение схемы к клеммам питания осуществляется с помощью комплекта соединительных проводов. На передней стенке блока питания размещаются тумблеры, переключатели, ручки потенциометров, кнопки включения и отключения с соответствующими надписями, а также сигнальная лампочка, на задней стенке - держатели предохранителей и разъемы для подключения блока к трехфазной сети напряжением 220/127 В, частотой 50 Гц к приборному штативу, а также смонтирован автоматический выключатель защиты сети. Стол, блок' питания, приборный штатив и металлические корпуса имеют клеммы для защитного заземления со знаком ┴. Максимальная потребляемая мощность блока питания 300 ВА. После проверки готовности схемы проводимой лабораторной работы включается тумблер "Схема собрана" и черная кнопка "Пуск", напряжение поступает на блок питания, при этом на передней панели блока питания должна засветиться сигнальная лампочка. Для получения трехфазного напряжения "3 ~ 220 В", а также напряжений "220 В", "127 В" на клеммах приборного штатива служат тумблеры с соответствующими надписями "3 ~ 220 В","220 В" и "127 В".
|
|
|
|
|
|
Переменные регулируемые напряжения "0 - 250 В", "0 - 30 В", "0 - 6,3 В" на клеммы приборного штатива включаются соответствующими переключателями в положение "~" с надписями "0 - 250 В", "0 -- 30 В", "0 - 6,3 В".
Постоянные напряжения "0 - 250 В","0 - 120 В", "0 - 30 В", "0 - 6,3 В" включаются на клеммы приборного штатива при установке соответствующего переключателя в положение "-" "0 - 250 В","0 - 120 В", "0 - 30 В", "0 - 6,3 В".
Для регулирования напряжений "0 - 30 В", "0 - 6,3 В" служат резисторы, располагаемые под тумблером "0 - 250 В" и переключателями "0 - 30 В", "0 - 6,3 В" на лицевой стороне блока питания.
Регулирование постоянного"0 - 120 В" и переменного "0 - 250 В" напряжений осуществляется вращением ручки (ЛАТР).
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1
ИЗУЧЕНИЕ СПОСОБОВ ВКЛЮЧЕНИЯ ПРИЕМНИКОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Цель работы:
1. Убедиться в справедливости законов Кирхгофа для разветвленной электрической цепи и законов Ома для ее участков.
2. Исследовать экспериментально электрическую цепь при включении потребителей последовательно, параллельно и смешано.
Оборудование и приборы: блок питания БП4822-2, плата 3, три ламповых реостата, три амперметра, три вольтметра.
Характеристики измерительных приборов стенда (табл. 1.1.).
Подготовка к работе
1. Изучить § 1.5,1.6 [1] или §1.1-1.5 [2].
2. Начертить принципиальные схемы и схемы замещения цепей для последовательного, параллельного и смешанного соединений ламповых реостатов.
3. Написать формулы для вычислений сопротивлений и мощности отдельных участков и всей электрической цепи.
4. Вычислить эквивалентное сопротивление цепи, ее ток и токи каждого сопротивления при их последовательном, параллельном, а также смешанном соединении, если известно, что в цепь включены три одинако-вые лампочки, номинальные величины которых даны в табл. 2.1.
5. Начертить таблицы для записи результатов измерения и вычислений.
Таблица 2.1
| Номер бригады | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| U, B | 220 | 220 | 220 | 220 | 220 | 220 | 220 | 220 | 220 | 220 |
| Рл, Вт | 25 | 40 | 60 | 100 | 500 | 1000 | 40 | 60 | 100 | 25 |
| Uл, В | 220 | 220 | 220 | 220 | 220 | 220 | 220 | 220 | 220 | 220 |
Рабочее задание
1. Собрать цепь согласно схеме (рис. 2.1).
2. Приготовить табл. 2.2.
3. Установить на блоке питания переключатель "ЛАТР" в положение
"~ 0 - 250 В ".
4. Подключить схему к клеммам "~ 0 - 250 В " приборного штатива. Установить напряжение U=220 В вращением ручки ЛАТР по часовой стрелке.
5. Поочередно включая по одной лампочке первого лампового реостата,
измерить ток и напряжение на каждом участке и зажимах источника пи-
тания.
Таблица 2.2
| Номер опыта | Измерить | Вычислить | ||||||||
| U, В | I, А | U1, В | U2, B | R, Ом | R1, Ом | R2, Ом | Р, Вт | Р1, Вт | Р2, Вт | |
| 1 | 235 | 0,21 | 110 | 120 | ||||||
| 2 | 235 | 0,165 | 150 | 80 | ||||||
| 3 | 235 | 0,1 | 195 | 23 | ||||||
| 4 | 235 | 0 | 235 | 0 | ||||||
Рис. 2.1
6. Рассчитать по показаниям приборов сопротивление всей цепи R, сопротивление каждого реостата R1 и R2, мощности Р, Р1 Р2, потребляемые всей цепью и лампами реостата. Результаты измерений и вычислений свести в табл. 2.2. Убедиться в справедливости второго закона Кирхгофа.
|
|
|
7. Собрать цепь согласно схеме (рис. 2.2).
8. Приготовить табл. 2.3.
9. Установить на блоке питания вращением ручки ЛАТР напряжение 50 В на зажимах "~ 0 - 250 В " приборного штатива.
10.Поочередно включая по одной лампочке первого реостата, измерить токи, напряжение на каждом потребителе и на зажимах источника.
Таблица 2.3
| Номер опыта
| Измерить | Вычислить | ||||||||
| U, В | I, А | I1, A | I2, A | R, Ом | R1, Ом | R2, Ом | P, Вт | P1, Вт | P2, Вт | |
| 1 | 72 | 0,3 | 0,15 | 0,15 | ||||||
| 2 | 72 | 0.25 | 0,15 | 0,1 | ||||||
| 3 | 72 | 0.25 | 0,2 | 0.05 | ||||||
| 4 | 72 | 0.15 | 0,15 | 0 | ||||||
11. Рассчитать по показаниям приборов сопротивление всей цепи R, сопротивление каждого реостата R1 и R2, мощности Р, Р1 Р2, потребляемые всей цепью и лампами реостата. Результаты измерений и вычислений свести в табл. 2.3. Убедиться в справедливости первого закона Кирхгофа.
12.Собрать цепь согласно схеме (рис.2.3).
13. Приготовить табл. 2.4.
Таблица 2.4
| Номер опыта | Измерить | Вычислить | ||||||||||||
| U, В | I1, А | I2, А | I3, А | U1, В | U23, В | R, Ом | R1, Ом | R2, Ом | R3, Ом | R23, Ом | Р1 Вт | Р23, Вт | Р, Вт | |
| 1 | 235 | 0.27 | 0.15 | 0,14 | 170 | 60 | ||||||||
| 2 | 235 | 0,26 | 0,16 | 0,1 | 155 | 80 | ||||||||
| 3 | 235 | 0,24 | 0,18 | 0,06 | 140 | 90 | ||||||||
| 4 | 235 | 0,21 | 0,21 | 0 | 110 | 120 | ||||||||
| 17 |
14.Установить на блоке питания вращением ручки ЛАТР напряжение 220 В на зажимах "~0-250 В" приборного штатива.
15. Включая поочередно по лампочке одного из параллельно включенных ламповых реостатов, измерить токи и напряжения на каждом потребителе и зажимах источника.
Рис. 2.2
16. Рассчитать по показаниям приборов сопротивление всей цепи R, сопротивление каждого лампового реостата R1, R2, R3 и сопротивление параллельного участка R23, мощность Р, потребляемую всей цепью, Р1 Р23 последовательного и параллельного участков. Результаты измерений и вычислений свести в табл. 2.4.
|
|
|
|
|
Рис. 2.3
Контрольные вопросы
1. Сформулировать законы Кирхгофа.
2. Сформулировать законы Ома для участка и всей электрической цепи.
3. Как по показаниям приборов определить сопротивление всей цепи и ее участков?
4. Как вычислить токи в параллельных ветвях при известном токе нераз-ветвленного участка?
5. На основании законов Кирхгофа и Ома установить, что произойдет с токами и напряжением отдельных участков, если уменьшить (увеличить) число включенных ламп в одном из параллельно соединенных реостатов?
6. В чем отличие электрической цепи от схемы ее замещения?
7. Приведите примеры последовательного и параллельного соединений элементов в электротехнических устройствах.
