Лабораторная работа №3 «нелинейная цепь постоянного тока»

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

«РОСТОВСКИЙ-НА-ДОНУ КОЛЛЕДЖ СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ»

 

ОТЧЕТ

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Специальность 11.02.09 «Многоканальные телекоммуникационные системы».

 

(базовый уровень)

 

Дисциплина ОП.01 «Теория электрических цепей»

 

 

Курс обучения 2 курс
Семестр 3-4 семестр
Форма обучения очная

 

Фамилия	Имя	Группа

 

 

г. Ростов-на-Дону

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

«ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И ИЗМЕРЕНИЯ»

 

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.

Порядок проведения эксперимента:

В работе используются:

 модули: «Источник питания», «Измеритель мощности», «Сопротивления добавочные», «Мультиметры».

 

1. Ознакомиться с лицевой панелью мультиметра модуля «Мультиметры» и зарисовать её.

2. Подготовить мультиметр для измерения постоянного напряжения. Включить электропитание модулей «Мультиметры» и «Источник питания» (перевести в положение «Вкл.» выключатель питания). Измерить значения выходных напряжений источника регулируемого напряжения Е1 в соответствии с данными таблицы 1. Выключить электропитание модулей «Мультиметры» и «Источник питания».

 

Таблица 1

 

Показания Е1	+5 В	+9 В	+12 В
Измерение

 

3. Подготовить мультиметр для измерения сопротивлений резисторов модуля «Сопротивления добавочные». Результаты занести в таблицу 2.

 

Таблица 2

 

Резистор	R1	R2	R3	R4
Номинальное значение сопротивления, Ом
Измерено, Ом

 

4. Изучение цифрового универсального измерителя мощности. Ознакомится с цифровым универсальным измерителем мощности (ваттметром) модуля «Измеритель мощности». Подготовить ваттметр для проведения измерений. Для этого собрать электрическую схему по рисунку 1.

 

Рисунок 1 – Изучение цифрового универсального измерителя мощности

 

5. Установить предел измерения напряжения прибора «1В…40В», а также заданное преподавателем значение сопротивления резистора R1 модуля «Сопротивления добавочные». После проверки схемы преподавателем включить электропитание модулей «Измеритель мощности» и «Источник питания» (перевести в положение «Вкл.» выключатель питания). Измерить напряжение, ток, активную мощность и частоту напряжения питания. Данные занести в таблицу 3. Выключить электропитание модулей «Измеритель мощности» и «Источник питания» (перевести в положение «Выкл.» выключатель питания).

 

Таблица 3

 

U, В	I, А	P, Вт	f,

 

Вывод:

 

 

 

оценка	подпись

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

«ЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА»

Цель работы: получение навыков сборки простых электрических цепей, включения в электрическую цепь измерительных приборов. Научиться измерять 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.

Порядок выполнения эксперимента:

В работе используются:

 модули: «Источник питания», «Сопротивления добавочные», «Мультиметры», «Измерительные приборы».

Часть 1

1. Собрать линейную электрическую цепь постоянного тока с последовательным соединением элементов (рисунок 1). Установить в соответствии номером варианта (таблица 1) величины номинальных сопротивлений резисторов R1 - R3. Представить схему для проверки преподавателю.

 

Таблица 1

 

R1, Ом
R2, Ом
R3, Ом

 

 

2. Включить электропитание модулей (перевести в положение «ВКЛ» выключатели питания). Измерить ток в цепи, величину напряжение на входе цепи и напряжения на резисторах R1, R2 и R3(с помощью мультиметров). Результаты измерений занести в таблицу 2.

Изменить величину сопротивления R2 и снова провести аналогичные измерения. Выключить питание модулей. По результатам измерений вычислить сопротивление каждого потребителя (R1, R2, R3) и общее (эквивалентное) сопротивление RЭ цепи. Результаты вычислений занести в таблицу 2.

 

Рисунок 1–Изучение линейной электрической цепи постоянного тока с последовательным соединением элементов

 

3. Сравнить результаты измерений и убедиться в том, что сумма сопротивлений отдельных потребителей равна сопротивлению всей цепи. Убедиться в соблюдении второго закона Кирхгофа. Объяснить изменение режима работы цепи и отдельных потребителей при изменении величины сопротивления одного из резисторов

 

Таблица 2

 

Измерено					Вычислено
Напряжение на входе цепи U, В	Ток в цепи, I, А	Напряжение на потребителях, В			Сопротивление потребителей, Ом			Эквивалентное сопротивление цепи, RЭ,Ом
		U1	U2	U3	R1	R2	R3

 

Вывод:

 

 

 

оценка	подпись

Часть 2

4. Собрать линейную цепь с параллельным соединением резисторов (рисунок 2), подключив только резистор R1. После проверки собранной цепи включить электропитание модулей стенда. Установить в соответствии номером варианта (таблица 3) величину номинального сопротивления резистора R1. Измерить напряжение и токи в цепи. Результаты измерений занести в таблицу 4. Подключить в схему резистор R2, установить значение сопротивления из таблицы 3, снова измерить напряжение и токи в цепи. Аналогично подключить третий резистор R3 и измерить напряжение и токи. Результаты измерений занести в таблицу 4.

 

Таблица 3

R1, Ом
R2, Ом
R3, Ом

 

5. Изменить в соответствии с заданным вариантом величину сопротивления R2 и снова провести измерения. Выключить электропитание модулей. По результатам измерений рассчитать сопротивления резисторов R1, R2, R3 и сопротивление всей цепи RЭ, проводимости отдельных ветвей g1, g2, g3 и всей цепи gЭ. Результаты вычислений занести в таблицу 4.

Убедиться в соблюдении первого закона Кирхгофа. Сделать вывод об изменении режима работы цепи и отдельных потребителей при изменении величины сопротивления резистора R2.

 

 

Рисунок 2 –Изучение линейной электрической цепи постоянного тока с параллельнымсоединением элементов

Таблица 4

 

Измерено

Вычислено

U, В

I, А

I1, А

I2, А

I3, А

R1, Ом

R2, Ом

R3, Ом

g1, См

g2, См

g3, См

RЭ. Ом

g'Э, См

 

6. Собрать линейную цепь со смешанным соединением резисторов (рисунок 3). Установить значения номинальных сопротивлений резисторов R1-R3 модуля «Сопротивления добавочные» в соответствии с заданным вариантом (таблица 3).

После проверки схемы преподавателем включить электропитание модулей стенда. Измерить напряжения на входе цепи и на всех участках цепи, а также все токи. Результаты занести в таблицу 6. Установить новое значение резистора R2 (таблица 3) и снова измерить напряжения и токи в цепи. Выключить электропитание модулей.

По результатам измерений вычислить мощность каждого участка цепи Р1, Р2, Р3 и всей цепи Р. Определить эквивалентное сопротивление цепи RЭ. Результаты вычислений занести в таблицу 5.

Проверить выполнение баланса мощностей в исследуемой цепи. Сделать вывод об изменении режима работы цепи и отдельных потребителей при изменении величины резистора R2.

 

 

Рисунок 3 –Изучение линейной электрической цепи постоянного тока сосмешанным соединением элементов

 

 

Таблица 5

 

Измерено						Вычислено
U, В	U12,В	U3, В	I1, А	I2, А	I3, А	Р1, Вт	Р2, Вт	Р3, Вт	Р, Вт	RЭ, Ом

 

Вывод:

 

 

 

оценка	подпись

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3 «НЕЛИНЕЙНАЯ ЦЕПЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА»

 

Цель работы: экспериментальное получение вольтамперных характеристик нелинейных резистивных элементов, графический расчет нелинейной электрической цепи постоянного тока и экспериментальная проверка результатов расчета.

 

Порядок проведения эксперимента:

В работе используются:

 модули: «Источник питания», «Нелинейные и реактивные элементы», «Мультиметры»;

 

1. Собрать электрическую цепь для снятия вольтамперных характеристик элементов цепи (рисунок 1). В качестве регулируемого источника постоянного напряжения использовать источник Е1 (0…12В, 0,5А). Предъявить схему для проверки преподавателю.

 

 

Рисунок 1 –Исследование нелинейной цепи постоянного тока

 

2. Снять вольтамперную характеристику нелинейного элемента RU. Включить электропитание модулей стенда (перевести в положение «Вкл.» выключатель питания). Плавно увеличивая напряжение U источника Е1 в диапазоне 0…12В, провести необходимые измерения тока в цепи I. Результаты измерений занести в таблицу 1. Выключить электропитание стенда модулей стенда.

 

Таблица 1

 

U, B	0
I, A	0

 

3. Собрать цепь с последовательным соединением лампы накаливания HL и резистора R2. Снять вольтамперную характеристику лампы накаливания HL и резистора R2: плавно увеличивая напряжение U источника Е1 в диапазоне 0…12В провести необходимые измерения тока в цепи и напряжений, (для измерения напряжения на отдельных элементах использовать мультиметр. Результаты измерений занести в таблицу 2.

 

Таблица 2

 

I, A	0
UЛ, B	0
UR, B	0

 

4. Собрать разветвленную нелинейную электрическую цепь (рисунок 2) и предъявить её для проверки преподавателю.

 

 

Рисунок 2 –Исследование разветвленной нелинейной цепи постоянного тока

 

5. Включить электропитание модулей стенда и снять вольтамперную характеристику всей цепи Uэксп = f (I)

Эксперимент выполнять аналогично п. 2. Результаты измерений занести в таблицу 3. Выключить электропитание.

 

Таблица 3

 

Uэксп, В	0
I, A	0

 

6. По экспериментальным данным таблицы 3 построить характеристику всей цепи Uэксп = f (I).

 

7. Собрать электрическую цепь по рисунку 3 и предъявить её для проверки преподавателю. После проверки схемы включить электропитание модулей стенда и установить заданное значение входного напряжения U (источник Е1). Измерить токи I1 и I2, мультиметром измерить напряжения U1 и U2 на отдельных участках цепи. Определить величину тока I3. Результаты занести в таблицу 4.

 

 

Рисунок 3 –Исследование разветвленной нелинейной цепи постоянного тока

 

 

Таблица 4

 

U, B	U1, B	U2, B	I1, A	I2, A	I3=I1-I2,A

 

8. Используя результаты эксперимента, построить расчетную вольтамперную характеристику всей цепи и сравнить с экспериментальной Uэксп = f (I).

 

9. Сделать вывод об особенностях применения законов Кирхгофа в нелинейной цепи постоянного тока.

 

Вывод:

 

 

 

оценка	подпись