Техніка безпеки при виконанні лабораторних робіт

 

Виконуючи лабораторні роботи в електротехнічних лабораторіях, студенти зобов'язані пам'ятати про можливість ураження електричним струмом при недотриманні правил техніки безпеки.

Варто відмітити, що в тих випадках, коли сила електричного струму, що протікає через внутрішні органи людини, яка потрапила під напругу, перевищує 0,05...0,1 А,

електротравма у більшості випадків закінчується смертельним результатом.

Оскільки опір тіла людини є дуже непостійною величиною, що залежить від багатьох факторів, неможливо вказати значення безпечної для життя людини напруги.

В окремих випадках опір тіла людини може знижуватися до кількох сотень Ом, так що напруга навіть до 100 В є безумовно небезпечною і може призвести до серйозної травми.

З цієї причини у виробничих умовах переносні або тимчасові мережі освітлення живляться напругою 24, 36 В. При особливо несприятливих умовах роботи (вогкі приміщення, підземні виробки, і т.д.) – 12 В, що є цілком безпечним.

Студентам, що виконують роботи в електротехнічних лабораторіях, заборонено знаходиться у верхньому одязі і мати на робочих місцях особисті речі, які не відносяться до виконання робіт. Студенти не повинні торкатися оголених проводів, затискачів та інших частин електричних кіл, що перебувають під напругою.

Якщо в зібраній схемі потрібно зробити які-небудь зміни, її необхідно попередньо відключити від джерела електричної енергії.

Після складання схеми її обов'язково повинен перевірити викладач. Тільки після одержання дозволу схема може бути підключеною до джерела живлення. У випадку виникнення нештатних ситуацій необхідно відразу вимкнути живлення і повідомити викладача.

Всі органи керування, необхідні для комутації джерел живлення, зміни режимів роботи схем і вимірювальних приладів, в ході дослідів мають бути ізольованими від напруги.

Варто бути особливо обережними при роботі з колами змінного струму при послідовному з'єднанні котушок індуктивності і конденсаторів, оскільки напруга на їхніх затискачах може в окремих випадках у декілька разів перевищувати напругу джерела живлення.

Також забороняється:

– розмикати вторинні обмотки вимірювальних трансформаторів струму, коли по первинних обмотках протікає струм;

– розмикати кола з котушками, що мають велике число витків, оскільки при цьому виникають значні ЕРС самоіндукції, небезпечні для експериментатора;

– розмикати кола збудження машин постійного струму у робочому стані, оскільки при цьому відбувається неконтрольоване збільшення швидкості обертання, струмів і вихід обладнання з ладу.

Особливої обережності необхідно дотримуватися при роботі з обертовими частинами устаткування, особливо у випадку вимірювання частоти їхнього обертання. Студентам категорично забороняється заходити за огорожі, де встановлене обладнання.

Недотримання правил техніки безпеки призводить не тільки до травматизму, але, в окремих випадках, викликає серйозні пошкодження або вихід з ладу лабораторного обладнання.

 

Лабораторна робота №1

 

Дослідження лінійного електричного кола постійного струму

Мета роботи

 

1. Вивчити та експериментально перевірити закони Ома і Кірхгофа.

2. Експериментально визначити і аналітично розрахувати еквівалентний опір пасивного двополюсника та еквівалентні параметри активного двополюсника.

 

Теоретичні відомості

 

Досить часто при виконанні розрахунків або при проведенні експериментів в складному електричному колі визначаються параметри тільки в одній вітці кола. В таких випадках доцільно решту електричного кола замінити двополюсником.

Якщо в тій частині електричного кола, що підлягає еквівалентному перетворенню, відсутнє джерело енергії, то двополюсник буде лише споживачем енергії і в цьому випадку він називається пасивним. Параметром такого двополюсника в колах постійного струму є опір R _екв.

При наявності джерела енергії в тій частині електричного кола, що підлягає еквівалентній заміні, двополюсник називають активним. Його найпростіша еквівалентна схема складається із послідовного з’єднання еквівалентної Е.Р.С. E _екв та внутрішнього опору R _вн.

Наприклад, якщо в електричному колі (рис. 1.1, а) досліджується вітка з Е.Р.С. E та опором R ₁, то решта електричного кола заміняється на пасивний двополюсник і після еквівалентної заміни електричне коло буде мати вигляд, зображений на рис. 1.1, б. Величина R _екв відносно вузлів „а” і „ b” буде дорівнювати еквівалентному опору частини кола, що підлягає перетворенню:

 

.

 

Якщо ж досліджується частина вітки, наприклад, з опором R _4, то в частину кола, що підлягає заміні двополюсником, буде входити джерело енергії і двополюсник буде активним. Еквівалентна схема після заміни буде мати вигляд, зображений на рис. 1.1, в.

Параметри активного двополюсника можна визначити як експериментально, дослідивши електричне коло в режимах холостого ходу і короткого замикання, коли E _екв = U _хх, а , так і аналітично, розрахувавши величину напруги між вузлами „с” і „b” в режимі холостого ходу і значення еквівалентного опору частини електричного кола з е.р.с відносно вузлів „с” і „b”.

Якщо прийняти внутрішній опір джерела напруги рівним нулю, то значення параметрів активного двополюсника E _екв і R _вн розраховуються для кола, зображеного на рис 1.1, за формулами:

E _екв = ;

R _вн= R _{екв (хх )} = R ₃ + .

 

Підготовка до роботи та контрольні запитання

При підготовці до лабораторної роботи кожний студент має підготувати протокол для звіту з лабораторної роботи, ознайомитись з методичними вказівками до лабораторної роботи і письмово відповісти на такі запитання.

1. Написати закон Ома для визначення струму в електричному колі, напруги на окремому елементі.

2. Як формулюється І ^й та ІІ ^й закони Кірхгофа?

3. Написати формули для визначення еквівалентного опору при послідовному, паралельному та мішаному з’єднанні елементів лінійного електричного кола.

4. Написати формули для визначення еквівалентних опорів при еквівалентному перетворенні одного із „трикутників” електричного кола в „зірку”.

5. Що називається двополюсником? Який двополюсник називається активним та який пасивним? Що називають параметрами пасивного та активного двополюсників?

6. Як дослідним шляхом визначити еквівалентні параметри пасивного та активного двополюсників?