практическая часть учебной прораммы по электротехнике для учащихся НПО

Лабораторная работа

«Измерение работы и мощности постоянного тока».

Цель работы: измерить работу и мощность в цепи постоянного тока.

Оборудование: ИП1 – миллиамперметр постоянного тока 50 mA, ИП2 – вольтметр постоянного

тока 50 В,  R2 -  R5 – резисторы ПЭВ 7,5 – 200 Ом.

    +

        R2        R4

        ИП1

30 В

        ИП2        Рис. 1

        R3        R5

   -

1.Соберите схему согласно рис. 1

2.Установите на блоке питания переключатель «4-12 В» в положение «4 В».

3.Подключите схему к клеммам блока питания «4В».

4.Снимите показания приборов и вычислите мощность, потребляемую резисторами.

5. Соберите схему согласно рис. 2

Оборудование: ИП2 – вольтметр постоянного тока 50 В,  ИП1 – амперметр постоянного тока 1 А,  R2 -  R5 – резисторы ПЭВ 7,5 – 200 Ом.

   +

        ИП1

30 В

                ИП2

        Рис. 2

        R2        R3           R4        R5

   -

1.Снимите показания приборов, вычислите мощность, потребляемую резисторами и работу электрического тока за 10 мин.

А = I∙U∙t = U/R∙U∙t = U2 /R∙t =  I2∙R∙t

2.Мощность электрического тока:

P = I∙U = U2 /R =I2 ∙R

3.Работа электрического тока:

A = P∙t

4.Сделать вывод о проделанной работе.

mA

 V

 V

 A

Лабораторная работа № 1

«Определение величины сопротивления с помощью амперметра и вольтметра».

Цель работы: определить величину сопротивления одним из методов.

Оборудование: R1 – резистор ППБ-25Г 220 Ом, R2 – R5 – резистор ПЭВ-7,5-200 Ом, ИП1 –миллиамперметр постоянного тока 50 mA, ИП2 – вольтметр постоянного тока 50 В.

Соберите схему, согласно рис. 1

        +

        R1        R2

ИП1

        R4

        ИП2

        R5

        R3

        -

1.Установите на блоке питания переключатель «4-12 В», в положение «4 В».

2.Подключите схему к клеммам блока питания «4В».

3.Измерьте ток и напряжение при трех положениях ручки резистора R1.

4.Вычислите по результатам измерений сопротивление всей цепи:

                     R =                                         Rср. =

5.Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу

6.Сделайте вывод по работе

mА

 V

Лабораторная работа

«Параллельное соединение приемников электроэнергии и проверка первого закона Кирхгофа».

Цель работы: экспериментально проверить первый закон Кирхгофа.

Оборудование: ИП3 – миллиамперметр постоянного тока 300 mA, ИП1 – вольтметр постоянного

тока 50 В, , ИП2 – амперметр постоянного тока 1 А,  R2 -  R5 – резисторы ПЭВ 7,5 – 200 Ом.

   +

        ИП2

        ИП3

30 В

        ИП1

        R2        R3           R4        R5

   -

1.Соберите схему согласно рисунка

2.Установите на блоке питания переключатель «4-12 В» в положение «4».

3.Подключите схему к клеммам блока питания «4 В».

4.Измерьте общий ток в цепи и ток в цепи каждого резистора.

5.Проверьте первый закон Кирхгофа:

I = I2 + I3 + I4 + I5

U = U2 = U3 = U4 = U5

R2 = U/I2                   R3 = U/I3                            R4 = U/I4                        R5 = U/I5

6.Определите проводимость участков:

g2 = I2/U        g3 = I3/U         g4 = I4/U         g5 = I5/U

I = U (g2 +  g3 +  g4 +  g5)

7.Сделать вывод о проделанной работе:

mA

 V

 A

Лабораторная работа

«Последовательное соединение и проверка напряжения в отдельных приемниках по закону Ома».

Цель работы: экспериментальная проверка закона Ома.

Оборудование: ИП1 – миллиамперметр постоянного тока 50 mA, ИП2 – вольтметр постоянного

тока 50 В, ИП3  - вольтметр постоянного тока 15 В, R2 -  R5 – резисторы ПЭВ 7,5 – 200 Ом.

        +

R2

        ИП1

        R4        ИП3

        ИП2

        R5

R3

-

1.Установите на блоке питания переключатель «4-12 В», в положение «4В».

2.Подключите схему к клеммам блока питания «4В».

3.Установите напряжение питания 4 В.

4.Измерьте общий ток в цепи, а также, с помощью вольтметра, падение напряжения на каждом участке последовательной цепи (на каждом резисторе).

5.Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.

6.Проверьте закон Ома, используя результаты измерений. Определите сопротивление каждого участка.

U2 = I ∙ R2        R2 = U2/I

U3 = I ∙ R3        R3 = U3/I

U4 = I ∙ R4        R4 = U4/I

U5 = I ∙ R5                 R5 = U5/I

7.Общее напряжение по закону Кирхгофа:

U = U2 + U3 + U4 + U5

8.Сделайте вывод по работе.

mA

 V

 V

Лабораторная работа

«Явление электромагнитной индукции и самоиндукции».

Цель работы: изучить явление электромагнитной индукции и самоиндукции.

Оборудование: ИП1 – вольтметр постоянного тока 3-0-3 В, L – катушка индуктивности L1 и L2, М – магнит постоянный.

1.Соберите схему согласно рис. 1.

            ∩∩∩∩∩∩∩∩

        L        М

        ИП1        Рис. 1

2.Изучите явление электромагнитной индукции, вводя в катушку L1 постоянный магнит.

3.Повторите опыт с катушкой L2, имеющей меньшее количество витков.

1.Соберите схему согласно рис. 2.

Оборудование: ИП1 – вольтметр переменного тока 150 В, ИП2 - вольтметр переменного тока 150 В, L – катушки индуктивности L1 и  L2, ЭМ – электромагнит.

        ~ 0 – 250 В                    2.Установите переключатель ЛАТР в положение «~ 0-250 В»

        3.Установите напряжение питание электромагнита 75 – 80 В.

        ИП1        4.Повторите опыт, вводя электромагнит в катушки L1 и  L2.

        L1

        ∩∩∩∩∩∩∩∩

        ˇˇˇˇˇˇˇˇˇˇˇˇˇˇˇˇˇ        Рис. 2

        L2

        ИП2        

1.Соберите схему согласно рис. 3

Оборудование: ИП1 – миллиамперметр постоянного тока 50mA, Д1 – диод КД105 Б, L  - катушка индуктивности L2.                                

        -          +

        2.Установите на блоке питания переключатель «0-30 В» в

            положение «-».

        L2        3.Подключите схему к клеммам питания «  0-30 В» и ус-

        ∩∩∩∩∩∩∩∩            тановите напряжение 30 В. Явление самоиндукции прояв-

            ляется в кратковременном отклонении миллиамперметра

            при снятии напряжения питания со схемы.

        Д1

        +        -

        ИП1

Сделайте вывод по работе:

 V

V

 V

mA

Лабораторная работа

«Измерение мощности, коэффициента мощности в цепи трехфазного переменного тока».

Цель работы: измерить мощность и коэффициент мощности в цепи трехфазного переменного тока.

Оборудование: ИП1 – ваттметр 0,6 kW, ИП2 – миллиамперметр переменного тока 300 mA, ИП3 – вольтметр переменного тока 250 В, L´1 –L´3 – катушка индуктивности L1, Л1 – Л2 – нагрузочные лампы, В1 – В3 – тумблеры.

        U*

       А                   I*              I

        ИП1                                            ИП2

        U        L´2

                                                                                 Л4              Л5           Л6

        ИП3

       В

        В2

              Л1             Л9

             Л8

            Л2

               Л7

             Л3        L´3

        L´1        В1

        В3

     С

    0

Рис. 1

2.Подключите схему к клеммам трехфазного питания А,В,С,0 «3 ~ 220 В», штатива приборного.

3.Измерьте ток IФ, напряжение UФ, и мощность РФ в каждой фазе при симметричной  и несимметричной нагрузке с включенным и выключенным нулевым проводом.

Примечание: показания ваттметра необходимо умножить на 0,1.

4.Соберите схему согласно рис. 2.

Оборудование: ИП1 – ваттметр 0,6 kW, ИП2 – миллиамперметр переменного тока 300 mA, ИП3 – вольтметр переменного тока 250 В, L´1 –L´3 – катушка индуктивности L1, Л1 – Л2 – нагрузочные лампы, В1 – В2 – тумблеры.

        А        В        3 ~ 220 В        С        

          I*

        ИП1

        U*        U

        I                                                                                                                                                                

        ИП2

                                                                                                                                                    ИП3

        L´2

        Л1        Л2        Л3        Л4        Л5                  Л6                 Л7               Л8           Л9                     

        В1        В2

        ИП2                L´1

        L´3

        Рис. 2.

5.Подключите схему к клеммам трехфазного питания А,В,С,0 «3 ~ 220 В», штатива приборного.

6.Измерьте ток IФ, напряжение UФ, и мощность РФ в каждой фазе при симметричной  и несимметричной нагрузке.

7.Вычислите по результатам измерений полную SФ и реактивную QФ мощности фазы цепи переменного тока, полную S, активную Р и реактивную Q мощности цепи переменного трехфазного тока, Cosφ.

SФ = UФ ∙ IФ        Cosφ =         QФ = SФ∙ Sinφ

Для симметричной нагрузки:

S = 3SФ        Р = 3PФ                 QФ = 3 QФ

Для несимметричной нагрузки:

S = SФ1 + SФ2 +  SФ3                 Р =PФ1 +  PФ2 +  PФ3                    QФ =  QФ1 +  QФ2  + QФ3

Q =  

Сделайте вывод по работе.

W

mA

 V

W

mA

 V

mA

Лабораторная работа

«Исследование цепи переменного тока с активным и емкостным сопротивлением».

Цель работы: Исследовать электрическую цепь переменного тока с активным и емкостным

                          сопротивлением и определить ее параметры.

Оборудование:  ИП1 –миллиамперметр переменного тока 300 mA, ИП2 –вольтметр переменного тока 250 В, R1 – резистор ПЭВ – 7,5-750 Ом, С1 – С3 – конденсатор 4 μF 400 В.

1.Соберите схему согласно рисунка.

        UR

        ИП1                                                   R1

~ 0 – 250 В

        UН        ИП2        С1        С3        UC

2. Установите переключатель ЛАТР в положение «~ 0 – 205 В».

3.Подключите схему к клеммам питания «~ 0 – 250 В» и установите напряжение 220 В вращением ручки автотрансформатора.

4.Изменяя величину емкости, измерьте ток в цепи I, напряжение на активном сопротивлении UR и емкостном сопротивлении UC.

5.Вычислите по результатам измерений R. ZН, емкостное сопротивление XC, емкость конденсаторов С, активную мощность цепи Р, Q, Cosφ, φ, по формулам:

R =                      ZН  =           XC =                          C =           S = UН ∙ I        

P = UН ∙ I             Cosφ =              Q = S ∙ Sinφ

Сделайте вывод по работе.

mA

 V

Лабораторная работа

«Исследование электрической цепи переменного тока с активным и индуктивным сопротивлением».

Цель работы: Исследовать электрическую цепь переменного тока с активным и индуктивным

                          сопротивлением и определить ее параметры.

Оборудование: ИП1 – ваттметр 0,6 кВт, ИП2 –миллиамперметр переменного тока 300 mA, ИП3 –вольтметр переменного тока 250 В, R1 – резистор ПЭВ – 7,5-750 Ом, L – катушка индуктивности L1 с сердечником.          U*                 ИП2                                                UR

        I*        I                                                  

        ИП1        R1

        U

~ 0-250 В              ИП3

        Uк        UL

1.Соберите схему согласно рисунка.

2.Установите переключатель ЛАТР в положение «~ 0 – 205 В» и установите напряжение 220 В вращением ручки автотрансформатора.

3.Изменяя с помощью сердечника индуктивность катушки, измерьте ток в цепи I, напряжение на активном сопротивлении UR  и индуктивном UL сопротивлениях, активную мощность Р по ваттметру.

4.Вычислите по результатам измерений полное сопротивление ZН и активное сопротивление R цепи, полное ZL, активное RL, и индуктивное ХL сопротивлениях катушки, индуктивность катушки L, коэффициент мощности Cosφ, полную S и реактивную Q мощности цепи, угол сдвига фаз φ по формулам:

ZН =             R =            SL =              S = UK ∙ I        Cosφ =        RН = ZН Cosφ

RL = RН - R        XL = Z2L  -  R2 L                                  L =          Q = S ∙ Sinφ

5.Сделайте вывод о проделанной работе.

Примечание: показания ваттметра необходимо умножить на 0,1.

 W

mA

 V

Лабораторная работа

«Определение работы и мощности в цепи однофазного переменного тока».

Цель работы: определить работу и мощность в цепи однофазного переменного тока.

Оборудование: ИП2 – ваттметр 0,6 кВт, ИП1 –вольтметр переменного тока 250 В, ИП3–миллиамперметр переменного тока 300 mA, R1 – резистор ПЭВ – 7,5-750 Ом, L – катушка индуктивности L1 с сердечником, Л1Л2 – нагрузочные лампы.

1.Соберите схему согласно рисунка.        П1

        U*

        I*        I        

                                                              ИП2               L

        U        ИП3

        Л1        Л2

~ 220 В

        ИП1

2.Установите переключатель ЛАТР в положение «~ 0 – 250 В».

3.Подключите схему к клеммам «~ 0 – 250 В» штатива приборного и установите напряжение 220 В вращением ручки автотрансформатора.

4.Произведите измерение потребляемой мощности в цепи Р, напряжения U и тока I при чисто активной нагрузке (катушка индуктивности закорочена перемычкой).

5.Повторите испытания при нагрузке, состоящей из катушки индуктивности и активного сопротивления.

6.Вычислите по результатам измерений Р, S, Cosφ, работу цепи однофазного тока WS, работу катушки индуктивности WР, активную работу ламп Л1 Л2 – WQ.

S = U ∙ I   (ВА)        P = U ∙ I ∙  Cosφ                     Q = U ∙ I ∙ Sinφ = I2 ∙ XL

Cosφ  =         Cosφ =         WQ  = Q ∙ t

WS = S ∙ t        WР = P∙ t

7.Сделайте вывод о проделанной работе.

W

 V

mA

Лабораторная работа

«Проверка закона Ома при последовательном соединении активного сопротивления, индуктивности, емкости (резонанс напряжений)».

Цель работы: проверить закон Ома при резонансе напряжений.

Оборудование: ИП3 – ваттметр 0,6 кВт, ИП1 –вольтметр переменного тока 250 В, ИП2 –вольтметр переменного тока 150 В, R1 – резистор ПЭВ – 7,5-750 Ом, L – катушка индуктивности L1 с сердечником, С1 – С3 – конденсатор 4 μF, 400 В, ИП4 - вольтметр переменного тока 150 В.

1.Соберите схему согласно рисунка.

        В         U*

        ИП1        ИП4

        I*                    I   ИП3

  ~ 220 В

        С        U

        Uвх        Uк        ИП5        L

А

 44 В

        C1 – C3

        UC

        ИП2

2.Установите переключатель ЛАТР в положение «~ 0 – 250 В».

3.Подключите схему к клеммам трехфазного питания на фазы В и С, а также к клеммам  «~ 0 – 250 В» штатива приборного.

4.Установите с помощью переключателя ЛАТР напряжение Uвх. = 0,2 Uвс.

5.Измерьте ток в цепи I, линейное напряжение  Uвс, напряжение контура  Uк, напряжение на конденсаторах C1 – C3 - UC, напряжение катушки индуктивности UL, активную мощность Р по ваттметру при включении емкостей 4,6,8 μF, и индуктивности сердечника.

6.Изменяя положение сердечника в катушке индуктивности, добейтесь резонанса для емкости 6 μF  

(максимум показания тока в цепи) и измерьте ток в цепи 1, напряжения Uк ,UC ,UL и активную мощность Р.

7.Вычислите по результатам измерений RL, XL, XC, L, S, Q, Cosφ, φ/

RL =          ZL =        XL = ZL2  - RL2         L =         XC =

Zk =         S = UK ∙ I          Cosφ =              Q = S ∙ Sinφ

8.При резонансе напряжений:

XL = XС          Zk = RL                Cosφ = = 1

Примечание: показания ваттметра нужно умножить на 0,02

8.Сделайте вывод по работе.

 V

W

 V

 V

 V

Лабораторная работа

«Трехфазная цепь, соединение звездой и треугольником».

Цель работы: исследование трехфазной цепи при соединении «Y» и «», проверка соотношений линейных и фазных токов и напряжений.

Оборудование: ИП1 –миллиамперметр переменного тока 300mA, ИП2 – вольтметр переменного тока 250 В, В1 – В3 – тумблеры, Л1 – Л9 –нагрузочные лампы.

1.Соберите схему согласно рис. 1

        А        В        3 ~ 220 В        С        0

                                                                                                                                                        В3

        ИП1

                                                                                                                                                    ИП2

        Л1        Л2        Л3        Л4        Л5                  Л6                 Л7               Л8           Л9                     

        В1        В2

Рис. 1

2.Подключите схему к клеммам трехфазного питания А,В,С,0 «3 ~ 220 В», штатива приборного, соедините звездой с симметричной нагрузкой во всех трех фазах.

3.Измерьте линейные и фазные токи и напряжения, проверьте соотношение между линейными и фазными напряжениями при включенном и выключенном нулевом проводе.

4.Тумблерами на плате измените нагрузку в фазах так, чтобы во всех трех фазах была разная нагрузка.

5.Измерьте линейные и фазные токи и напряжения, проверьте соотношение между линейными и фазными напряжениями при включенном и выключенном нулевом проводе.

IФ = IЛ

UЛ =   UФ

6.Соберите схему согласно рис. 2

Оборудование : ИП1 –миллиамперметр переменного тока 1 A, ИП2 – миллиамперметр переменного тока 300 mA, ИП3 – вольтметр переменного тока 250 В, В1 – В2 – тумблеры, Л1 – Л9 –нагрузочные лампы.

        А        В        3 ~ 220 В        С        

        ИП1

                                                                                                                                                    ИП3

        Л1        Л2        Л3        Л4        Л5                  Л6                 Л7               Л8           Л9                     

        В1        В2

        ИП2        

        Рис. 2

7.Подключите схему к клеммам трехфазного питания А,В,С,0 «3 ~ 220 В», штатива приборного, соедините в треугольник с симметричной и несимметричной (с помощью тумблера на плате)  нагрузкой во всех трех фазах.

8.Измерьте линейные и фазные токи и напряжения, проверьте соотношение между линейными и фазными напряжениями.

UФ = UЛ

IЛ =   IФ

Сделайте вывод по работе.

mA

 V

mA

mA

 V

Лабораторная работа

«Параллельное соединение индуктивного и емкостного сопротивлений (резонанс токов)».

Цель работы: исследовать явление резонанса токов при параллельном соединении индуктивного и емкостного сопротивлений.

Оборудование: ИП2 – ваттметр 0,6 кВт, ИП1 –вольтметр переменного тока 250 В, ИП3 –ИП5 –миллиамперметр переменного тока 300 mA, R1 – резистор ПЭВ – 7,5-750 Ом, L – катушка индуктивности L с сердечником, С1 – С3 – конденсатор 4 μF, 400 В.

1.Соберите схему согласно рисунка

        В        U*ИП2        ИП3

        I*          I               Ik

        220 В   Uвс

        IL        IC

        С        U

        А

        Uk        ИП4        ИП5

        ИП1

        110 В        Uвх        L        С1 – С3

2.Установите переключатель ЛАТР в положение «~ 0 – 250 В».

3.Подключите схему к клеммам трехфазного питания на фазы В и С, а также к клеммам  «~ 0 – 250 В» штатива приборного.

4.Установите с помощью переключателя ЛАТР напряжение Uвх. = 0,2 Uвс.

5.Измерьте напряжения Uвс ,Uk, общий ток контура  Ik, ток катушки индуктивности IL ,ток конденсатора IC, и активную мощность Р по ваттметру при включении емкостей 4, 6, 8 μF и ин6дуктивностей без сердечника.

6.Изменяя положение сердечника в катушке индуктивности, добейтесь резонанса для емкости 6 μF (минимум показаний прибора ИП3) и измерьте токи Ik ,IL ,IC  и активную мощность Р.

7.Вычислите по результатам измерений ZL, RL, XL, L, активную проводимость gL, и реактивную ВL проводимость катушки, XC, BC, активную IАК и реактивную IВК составляющую тока контура, реактивную составляющую тока катушки индуктивности IBL, S, Q,  угол сдвига фаз между напряжением и током катушки индуктивности φL , CosφL.

  IАК = IAL =             CosφL =          IBL =  IL2 –  IAL2        CosφL =

ZL =         RL = ZL ∙ CosφL        XL = ZL ∙ SinφL        L =               gL =RL/ ZL2

BL = XL / ZL2        XC =         BC =       S = UK ∙ IK                Q = S∙ Sinφk =

8.Сделать вывод о проделанной работе.

Лабораторная работа

Изучение закона Ома для цепи переменного тока

Цель работы: рассчитать силу тока в цепи переменного тока из последовательно соединенных R,L,C. Проверить расчет экспериментально.

Оборудование: катушка дроссельная, магазин сопротивлений 100 Ом, источник питания 6 В, миллиамперметр 50 мА, конденсатор 1 мкФ, соединительные провода.

При подключении концов цепи из последовательно соединенных резистора, катушки, конденсатора к источнику переменного напряжения, изменяющегося по гармоническому закону с циклической частотой ω и амплитудой напряжения Um , в цепи возникают вынужденные колебания силы тока. Анализ процессов в такой цепи показывает, что частота вынужденных колебаний силы тока должна совпадать с частотой колебаний напряжения, а действующее значение силы тока I в цепи связано с действующим значением напряжения U выражением закона Ома для последовательной цепи переменного тока:

                                                     I =   ω = 2πυ, υ = 50 Гц,  L = 1 Гн,  С = 1 мкФ

R – активное сопротивление

L – индуктивность катушки

С – электроемкость конденсатора

Активное R, емкостное XL, и индуктивное XL  сопротивления в последовательной цепи переменного тока не складываются алгебраически, т.к. колебания напряжения на этих элементах цепи сдвинуты по фазе друг относительно друга.

Ход работы:

        L

        C

        ~

        R

             Рис. 1

1.Вычислите полное сопротивление электрической цепи из последовательно соединенных резистора сопротивлением 100 Ом, конденсатора электроемкостью 1 мкФ и катушки индуктивностью 1 Гн. Рассчитайте действующее значение силы тока Iт в цепи при напряжении U = 6,3 В.

2.Соберите электрическую цепь согласно схемы рис. 1. установите переключатель батареи конденсаторов в положение 1 мкФ, в магазине сопротивлений включите 100 Ом.

3.Подключите выводы цепи к источнику переменного тока с напряжением 6 В. Выполните измерения силы тока Iэ  в цепи и общего напряжения U.

4.Результаты измерений и вычислений занесите в отчетную таблицу 1.

Сравните результаты измерений и расчетов.

5.Выполните такие же расчеты и измерения силы тока в цепи для значения электроемкости в цепи 16 мкФ.

        Контрольные вопросы.

1.Почему полное сопротивление последовательной цепи переменного тока не равно алгебраической сумме активного, индуктивного и емкостного сопротивлений?

2.Как изменится сила тока в последовательной цепи из активного, индуктивного и емкостного сопротивлений при увеличении частоты переменного тока?

 V

mA

Лабораторная работа

«Исследование двухэлектродной лампы».

Цель работы: исследовать двухэлектродную лампу и построить графики зависимости.

Оборудование: ИП1 – вольтметр постоянного тока 15 В, ИП2 – миллиамперметр постоянного тока 50 mA, Л1 – лампа 6Х2П.

.Соберите схему согласно рисунка.

        ИП2

           +

2

         7

        ИП1        Uа

0 – 10 В

                                                                         5        

         4        3

        +

        Uн        0 – 6,3 В

-        -

2.Установите переключатели «0-30 В» и «0-6,3 В» в положение «-».

3.Подключите схему к клеммам питания « 0 – 30 В» и « 0 6,3 В штатива приборного».

4.Изменяя напряжение анода от 0 до 10 В, снимите зависимость анодного тока Iа от напряжения анода Uа при постоянном напряжении накала Uн = 6,3 В.

5.Изменяя напряжение накала  от 0 до 6,3 В, снимите зависимость анодного тока Iа  от напряжения накала Uн при постоянном напряжении анода Uа = 10 В.

6.По данным измерений постройте графики зависимости:

Iа = f (Uа) при Uн = const

Iа = f (Uн) при Uа = const.

7.Сделайте вывод о проделанной работе.

mA

 V

Лабораторная работа

«Исследование полупроводникового диода».

Цель работы: исследовать полупроводниковый диод и построить его вольт – амперную характеристику.

Оборудование: ИП1 – миллиамперметр постоянного тока 50 mА, ИП2 – вольтметр постоянного тока 3 В, Д1 – исследуемый диод.

1.Соберите схему согласно рисунка.

        Iпр

  +

        ИП1

        Д1

   1 В

        ИП2

  -

2.Установите переключатель «0 – 6,3 В» в положение «-».

3.Подключите схему к клеммам питания « 0 – 6,3 В» штатива приборного.

4.Изменяя напряжение Uпр от 0 до 1 В, измерьте прямой ток Iпр. для диодов Д 104А, КД 105Б.

5.Постройте график зависимости: Iпр =  f (Uпр ).

6.Сделайте вывод о проделанной работе.

mA

 V

Лабораторная работа

«Исследование работы полупроводниковых выпрямителей».

Цель работы: исследовать работу полупроводниковых выпрямителей и построить вольт- амперную характеристику выпрямителя.

Оборудование: ИП1 –миллиамперметр переменного тока 300mA, ИП2 – вольтметр переменного тока 250 В, ИП3 – вольтметр постоянного тока 450 В, ИП4 - миллиамперметр постоянного тока 300mA,  ИП5 – осциллограф электронный, Д1 – Д4 – диоды КД 105Б, Л1 – Л3 – нагрузочные лампы, В1 – В2 – тумблеры.

1.Соберите схему согласно рисунка 1.

        ИП4

        Д1           Д3        ИП5

        ИП1                                                            ИП3

~0-250 В        Д2        Д4        Л1    Л2        Л3

        ИП2        

        В1        В2

        Рис.1

2.Установите на блоке питания переключатель ЛАТР в положение «~ 0-250 В».

3.Подключите схему к клеммам питания «~ 0-250 В» штатива приборного.

4.Изменяя напряжение на входе выпрямителя от 0 до 250 В, снимите и постройте вольт - амперную характеристику однофазного мостового выпрямителя

Iвыпр. = f(Uвыпр.)

5.Зарисуйте на кальку с экрана осциллографа форму выпрямленного тока и запишите показания приборов при различной нагрузке (одна, две, три лампы).                                   ИП5

6.Соберите схему согласно рисунка 2.

                                                                                    перемычка

        Д1        Д2

        ИП1

        А        Др1

        ИП4

        ИП2        Д3        Д4

        Б        

        ИП3        Л1        Л2         Л3

        Д5        Д6        В1        В2

        С        

Рис.2

7.Подключите схему к клеммам питания «3~ 220 В» штатива приборного.

8.Нагружая выпрямитель различной нагрузкой, запишите показания приборов и зарисуйте на кальку с экрана осциллографа форму выпрямленного тока при закороченном дросселе (закорачивать кратковременно).

9.Повторите то же самое при включенном дросселе в цепи выпрямленного тока.

10.Постройте график зависимости пульсаций выпрямленного тока от нагрузки (одна, две, три лампы) при включенном дросселе.

11.Сделайте вывод по работе.

N

mA

 V

 V

mA

mA

 V

mA

 V

 N

Лабораторная работа

«Исследование транзистора».

Цель работы: исследовать особенности работы транзистора.

Оборудование: ИП1 – вольтметр постоянного тока 3 В, ИП2 – миллиамперметр постоянного тока 10 mA, ИП3  - миллиамперметр постоянного тока 300mA, ИП4 – вольтметр постоянного тока 15 В, Т1 –транзистор КТ 801Б.

        ИП3

        +

        К        10 В

        ИП2    Б

                                                                          Т1          ИП4        UК

        Э

1 В        UБ

        ИП1

       -        -

1.Соберите схему согласно рисунка.

2.Установите на блоке питания переключатели «0 – 30 В», «0 – 6,3 В» в положение «-».

3.Подключите схему к клеммам питания «0 – 30 В», «0 – 6,3 В»  штатива приборного.

4.Изменяя напряжение базы UБ  от 0 до 1 В, измерьте по прибору ИП2 ток базы IБ для двух фиксированных значений коллекторного напряжение:

UK = 0           UК = 6 В

5.Изменяя коллекторное напряжение UК  от 0 до 10 В, измерьте по прибору ИП3 коллекторный ток IК для двух фиксированных значений тока базы:

IБ = 2 mA;        IБ = 4mA;

6.По данным измерений постройте графики зависимости:

IБ  =  f (UБ)    при    UК = const        IК  =  f (UК)    при    UБ = const

Сделайте вывод по работе.

 V

mA

mA

 V

Лабораторная работа

«Исследование работы фоторезистора и фотоэлемента с внешним фотоэффектом».

Цель работы: исследовать работу фоторезистора и фотоэлемента, построить вольт – амперные характеристики для различных источников света.

Соберите схему согласно рисунка 1.

Оборудование: ИП1 – микроамперметр постоянного тока 50 μА, ИП2 – вольтметр постоянного тока 50 В, Л1 – Л3 – лампы, ФЭ – фотоэлемент Ф – 6, В1 – В2 – тумблеры.

        ИП1

        +

        Л1        Л2        Л3               ФЭ

    ~ 220 В        0-30 В

        ИП2

        В1        В2

        -

        Рис. 1

2.Установите на блоке питания переключатель «0-30 В» в положение «-».

3.Подключите схему к клеммам питания « 0-30 В» и «~ 220 В».

4.Изменяя напряжение на фотоэлементе от 0 до 30 В, измерьте ток фотоэлемента для различных источников света (при включении одно, двух, трех ламп).

5.Соберите схему согласно рисунка 2

Оборудование: ИП1 – микроамперметр постоянного тока 10 mА, ИП2 – вольтметр постоянного тока 50 В, Л1 – Л3 – лампы, ФР – фоторезистор ФСК – 1, В1 – В2 – тумблеры.

        ИП1

        +

        Л1        Л2        Л3               ФР

    ~ 220 В        0-30 В

        ИП2

        В1        В2

        -

        Рис. 2

6.Установите на блоке питания переключатель «0-30 В» в положение «-».

7.Подключите схему к клеммам питания « 0-30 В» и «~ 220 В».

8.Изменяя напряжение на фоторезисторе от 0 до 30 В, измерьте ток фоторезистора для различных источников света (при включении одно, двух, трех ламп).

9.Постройте вольт – амперные характеристики для фотоэлемента и фоторезистора для различных источников света:

IФ = f(UФ).

10/Сделайте вывод по работе.

μA

 V

μA

 V

Лабораторная работа

«Изучение работы однофазного трансформатора».

Цель работы: приобрести умения практического использования трансформатора переменного тока; исследовать связь напряжения и силы тока в первичной и вторичной катушках трансформатора.

Оборудование: источник переменного напряжения (12 В), трансформатор, соединительные провода, вольтметр переменного тока, два резистора.

Самый простой трансформатор переменного тока состоит из двух катушек, надетых на общий стальной сердечник.

Если первичную катушку подключить к источнику синусоидального переменного напряжения, то в ней возникнет переменный ток. Этот ток создает переменный магнитный поток Ф = Фм Cos ωt в общем магнитопроводе.

Изменяющийся магнитный поток в каждом витке провода первичной и вторичной катушек наводит изменяющуюся по гармоническому закону ЭДС индукции:

е = - Ф´(t) = ωФм Sin ωt

Если число витков в первичной катушке равно n1 , а во вторичной – n2, то ЭДС индукции в первичной катушке равна n1е, а во вторичной  - n2е.

*При отсутствии нагрузки во вторичной цепи трансформатора напряжение U1 на выводах первичной катушки примерно равно ЭДС индукции в ее n1 витках:

U1 = n1e

напряжение U2 на выводах вторичной катушки равно ЭДС индукции в ее n2 витках:

U2 = n2e

Отношение напряжения U1 на выводах первичной катушки к напряжению U2 на выводах вторичной катушки в режиме холостого хода должно быть равно отношению числа витков n1 в первичной катушке к числу витков n2 во вторичной катушке:

= =   (1)

Отношение К =  (2)называется коэффициентом трансформации.

*При подключении нагрузки к выводам вторичной катушки в ней будет протекать переменный ток. При изменении силы тока во вторичной катушке на I2 по закону электромагнитной индукции направление тока таково, что создаваемый им магнитный поток компенсирует изменения магнитного потока в сердечнике, вызывающие это индукционный ток. Это изменение магнитного потока, в свою очередь, изменяет ЭДС самоиндукции в первичной  катушке и приводит к изменению силы тока  I1 в ней. Процесс продолжается до восстановления первоначального значения магнитного потока Ф в сердечнике, т.е.

Ф1 = - Ф2    (3)

Магнитный поток в катушке равен:

Ф = nL∙ I    (4)

Поэтому  из формул (3) и (4) следует:  |n1 L∙ ∆I1 |   = |n2 L∙ ∆I2 |   (5)

L – индуктивность одного витка катушки.

Отсюда:

=     (6)

        Если силу тока в первичной катушке в режиме холостого хода обозначить Iо, а силу тока в режиме нагрузки – I1, то   ∆I1 = I1 - Iо     (7)

Так как в режиме холостого хода ток во вторичной катушке отсутствует, то

∆I2 = I2    (8)

Где I2 – сила тока во вторичной катушке в режиме нагрузки.

При условии малости тока холостого хода Iо по сравнению с током нагрузки I1 в первичной катушке следует  ∆I1 = I1. тогда из уравнений (6) – (8) следует:

;

Выполнение работы:

1.Соедините выводы первичной катушки, содержащей 600 витков, через резистор R1 , с выводами источника переменного напряжения 12 В. К выводам вторичной катушки, содержащей 300 витков, не подключайте никакой нагрузки (Рис. 1).

        R1

~ 12 В        ~

        VR1

        V1        V2

        Рис. 1.

2.Измерьте напряжение U1 на первичной обмотке и напряжение U2 на вторичной обмотке. Вычислите отношение U1/U2 и сравните его с отношением  n1/n2.

3.Измерьте напряжение UR1 на резисторе и вычислите силу тока Iо в первичной обмотке трансформатора в режиме холостого хода:

Iо =

4.Подключите как нагрузку к выводам вторичной катушки резистор R2 (Рис. 2). Измерьте напряжения U1 и U2  на первичной и вторичной катушках. Вычислите отношение U1/U2 и сравните его с отношением n1/n2.

        R1

~ 12 В                ~

        VR1        R2

        V1                                     V2        V2

        Рис. 2.

5.Измерьте напряжение UR1 на резисторе R1 и напряжение UR2 на резисторе R2 . Вычислите значение силы тока I1 в первичной катушке и I2  во вторичной катушке:

I1 =                I2 =

6.Вычмслите отношение I1 / I2 и сравните его с отношением n2/n1.

7.Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу:

Контрольные вопросы.

1.При каких условиях выполняется приближенное равенство?

2. При каких условиях выполняется приближенное равенство?