Организация перевозок и управление

РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ

ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

 

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

 

«ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА»

ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНОСТИ

ОРГАНИЗАЦИЯ ПЕРЕВОЗОК И УПРАВЛЕНИЕ

НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ»

   Выполнил(а) ______________________________________

   Группа____________________________________________

   Шифр ____________________________________________

   Вариант __________________________________________

 

   Проверила: преподаватель Агеева Н.В.

Петрозаводск

20 1 2

Лабораторная работа № 1

 

Исследование основных соотношений

В цепи постоянного тока с последовательным и параллельным соединением приёмников

 

Цель:

Убедиться в справедливости закона Ома и первого закона Кирхгофа. Проанализировать основные соотношения в цепи постоянного тока.

 

Краткие сведения из теории:

Постоянным называется ток величина и направление, которого не изменяется с течением времени.

Закон Ома для участка цепи:

I = .

Закон Ома для всей цепи:

I = .

Способы соединения приёмников:

 

Последовательное	Параллельное	Смешанное
I = I1 = I2 = I3	I = I1 + I2 + I3
U = U1 + U2 + U3	U = U1 = U2 = U3
R = R1 + R2 + R3	=  +  +

 

Первый закон Кирхгофа:

Сумма токов, направленных к узлу электрической цепи, равна сумме токов, направленных из него.

Или:

Алгебраическая сумма токов ветвей для любого узла электрической цепи равна нулю:

∑ I = 0.

 

1

Порядок выполнения работы:

 

I. Исследование основных соотношений в цепи с

Последовательным  соединением приёмников

 

1. Соберите электрическую схему, указанную на рисунке 1.

                                                                                                                        Рисунок 1

 

2. Вольтметры и амперметр переведите в режим ДС (двойной щелчок мышью открывает окно).

 

3. Установите значения параметров согласно заданию преподавателя.

Показания приборов занесите в таблицу 1.

                                                                                                                        Таблица 1

№ опыта	Задано				Измерено				Рассчитано
	U, В	R1, Ом	R2, Ом	R3, Ом	I, А	U1, В	U2, В	U3, В	Rобщ, Ом	Uобщ, В
1
2
3

 

4. Измените номинал второго резистора, в соответствии с заданием преподавателя.

Показания приборов занесите в таблицу 1.

 

5. Закоротите резистор R ₂, как показано на рисунке 2.

                                                                                                                         Рисунок 2

 

Показания приборов занесите в таблицу 1.

 

2

 

20. Вычислите коэффициент пульсаций выходного сигнала по формуле:

q =   · 100 % =

 

21. Сделайте выводы по проделанной работе и ответьте на вопросы.

 

Выводы:

 

Контрольные вопросы:

1. Дайте определение сглаживающих фильтров_____________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Какие виды фильтров Вы знаете? Где и как они применяются?______________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Как влияет увеличение частоты питающего напряжения на работу ёмкостного сглаживающего фильтра?_____________________________________

____________________________________________________________________

 

43

16. На осциллографе установите следующие значения:

TIME BASE – 0.01 s/div;

CHANNEL A – 1 V/div;

CHANNEL В – 1 V / div.

 

17. На вход А осциллографа подаётся входное напряжение, а на вход В – выходное. Зарисуйте осциллограммы входного и выходного напряжений:

 

        входное напряжение                                      выходное напряжение

 

18. Измерьте:

максимальное выходное напряжение

U_{2 mах} =                      В;

минимальное выходное напряжение

U_{2 min} =                            В;

рассчитайте разность между максимумом и минимумом выводного напряжения

ΔU₂ =                     В.

 

19. Вычислите среднее значение выходного напряжения Ud по результатам измерений:

U _d =  = U_{2 max} – Δ U₂ / 2 =                     В;

где                                           Δ U₂ = U_{2 max} – U_{2 min} =                       В;

среднее значение выходного напряжения по показаниям мультиметра:

U _d =                            В.

 

Сравните значения, полученные разными методами: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

42

6. Ответьте на вопросы:

- Как изменяется эквивалентное сопротивление цепи при увеличении одного из сопротивлений?________________________________________________________

______________________________________________________________________

- Как при этом изменяется сила тока?____________________________________

______________________________________________________________________

- Как изменяется падение напряжения на каждом резисторе?________________

______________________________________________________________________

- Ответьте на те же вопросы, при условии, что сопротивление одного из резисторов уменьшили.________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

КАРТОЧКА – ЗАДАНИЕ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 1

 

Лабораторная работа № 2

 

Выпрямителя.

 

1. Соберите схему, указанную на рисунке 1.

                                                                                                                        Рисунок 1

 

2. На осциллографе установите следующие значения:

TIME BASE – 0,01 s/div;

CHANNEL A – 5 V/div;

CHANNEL В – 5 V / div.

 

3. На вход А осциллографа подаётся входное напряжение, а на вход В – выходное. Зарисуйте осциллограммы входного и выходного напряжений:

 

     входное напряжение                                        выходное напряжение

 

38

Классификационные признаки погрешности результатов измерений:

1. Причина ошибки. Суммарная погрешность результата любого измерения в общем случае складывается из трёх составляющих:

а) инструментальная составляющая;

б) методическая составляющая;

в) субъективная составляющая.

2. Способ выражения погрешности.

а) абсолютная погрешность Δ (дельта) – это разность между измеренным Х и истинным Х_ист (или действительным Х_д, т.е. полученным более точным прибором) значениями измеряемой величины;

б) относительная погрешность δ (дельта малая) – отношение абсолютной погрешности к действительному Х_д (или измеренному Х) значению, выраженное в процентах.

3. Зависимость погрешности от значения  измеряемой  величины Х.  Погрешности

подразделяются на аддитивные, мультипликативные и линейные.

4) Характер проявления погрешности.

а) систематическая;

б) случайная.

 

Порядок выполнения работы:

 

1. Соберите на лабораторном стенде электрическую схему, показанную на рисунке 1.

                                                                                                                        Рисунок 1

 

2. Изменяя положение подвижного контакта реостата, выполните пять замеров силы тока технического и образцового амперметров. Запишите показания приборов в таблицу 1.

 

3. Рассчитайте абсолютную и приведённую погрешности по формулам:

Δ = Х – Х_д,

 γ =  · 100%

где Х_н – номинальная величина прибора (верхний предел его измерения).

Результаты расчетов занесите в таблицу 1.

 

7

                                                                                                                         Таблица 1

№ опыта	Показания амперметра						Погрешность		Среднее значение  поправки
	техни- ческого	образцового					абсолютная Δ, А	приведённая  γ, %
		ход   вверх		ход   вниз		среднее значение, А
		деление	А	деление	А

 

4. Соберите на лабораторном стенде электрическую схему, показанную на рисунке 2.

                                                                                                                      Рисунок 2

 

5. Изменяя положение подвижного контакта реостата, выполните пять замеров величины напряжения технического и образцового вольтметров. Запишите показания приборов в таблицу 2.

                                                                                                                      Таблица 2

№ опыта	Показания вольтметра						Погрешность		Среднее значение  поправки
	техни- ческого	образцового					абсолютная Δ, В	приведённая  γ, %
		ход вверх		ход вниз		среднее значение, В
		деление	В	деление	В

 

8

Лабораторная работа № 8

КАРТОЧКА – ЗАДАНИЕ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 7

№ варианта	Напряжение U, В	Частота f, Гц	Тип диода (qeneral 2)	Тип трансформатора (powrvolt)
1	120	50	D1N4001	РР4-20
2	100	50	D1N4002	РР4-16
3	110	50	D1N4003	РР4-12
4	90	50	D1N4004	РР4-24
5	115	50	D1N4005	РР4-20
6	120	50	D1N4006	РР4-28
7	130	50	D1N4007	РР4-16
8	110	50	D1N4245	РР4-20
9	115	50	D1N4246	РР4-24
10	105	50	D1N4247	РР4-20
11	95	50	D1N4248	РР4-28
12	120	50	D1N4249	РР4-16
13	130	50	D1N4933	РР4-20
14	110	50	D1N4934	РР4-24
15	100	50	D1N4935	РР4-20

 

 

36

6. Рассчитайте абсолютную и приведённую погрешности и результаты расчётов занесите в таблицу 2.

 

7. Сформулируйте выводы о проделанной работе и ответьте на вопросы.

 

Выводы:

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Контрольные вопросы:

1. Что называется мерой? ______________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 2. Что такое измерительный преобразователь? __________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

3. Что такое измерительный прибор? ___________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Что такое измерительная установка? _________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Что такое измерительная система? __________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. К какой системе относятся приборы (амперметры, вольтметры) на лабораторном стенде? _________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

 

9

Лабораторная работа № 3

 

Time base - 0,01 ms / Div,

Channel A - 100 V / Div,

Channel B - 5 V / Div.

 

 

34

Цепь с активным сопротивлением и индуктивностью:

 

Схема цепи	Векторная диаграмма	Треугольник сопротивлений
Полное сопротивление	Угол сдвига фаз	Мощности
Z  =	cos φ = sin φ =	Активная Р = U · I · cos φ Реактивная Q = U · I · sin φ Полная S = U · I

 

Порядок выполнения работы:

 

1. Соберите электрическую схему, показанную на рисунке 1.

                                                                                                                        Рисунок 1

 

2. Вольтметры и амперметры переведите в режим АС (двойной щелчок мышью открывает окно).

 

3. Установите значения параметров согласно заданию преподавателя. Для проведения второго опыта увеличьте напряжение в два раза.

Показания приборов занесите в таблицу 1.

                                                                                                                        Таблица 1

№ опыта	Задано				Измерено			Рассчитано
	U, В	f, Гц	L, mГн	R, Ом	UR, В	UL, В	I, А	ХL, Ом	Z, Ом	Р, Вт	Q, ВАр
1
2

 

 

11

4. Ответьте на вопросы:

- Как изменяется индуктивное сопротивление цепи при увеличении напряжения?__________________________________________________________

______________________________________________________________________

- Как изменяется полное сопротивление цепи при увеличении напряжения?__________________________________________________________

______________________________________________________________________- Как при этом изменяется активная и реактивная мощности?____________________________________________________________

______________________________________________________________________

- Ответьте на те же вопросы, при условии, что напряжение уменьшили.____________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

5. Изменяя частоту, подводимого к контуру напряжения, проследите за изменением Х_L, I, Z.

Установите следующие значения частоты:

f₁ = 500 Гц,

f₂ = 1000 Гц.

Показания приборов занесите в таблицу 2

                                                                                                                         Таблица 2

№ опыта	Задано				Измерено			Рассчитано
	U, В	f, Гц	L, mГн	R, Ом	UR, В	UL, В	I, А	ХL, Ом	Z, Ом	Р, Вт	Q, ВАр
1		500
2		1000

 

6. По результатам работы постройте графики зависимости Х_L = f (f), Z = f (f).

 Х_L                                                                      Z

 

                                                   f                                                                         f

7. Ответьте на вопросы:

- Как изменяется индуктивное сопротивление цепи при увеличении частоты?_____________________________________________________________

______________________________________________________________________

 

 

12

Time base - 0,01 m s / Div

Channel A - 2 V / Div

Channel B - 2 V / Div.

 

 11. Зарисуйте графики с осциллографа до и после вентиля:

 

Time base - 0,01 s / Div

Channel A - 20 V / Div

Channel B - 20 V / Div

 

 

13

Перенесите в отчёт временную диаграмму.

 

 

11. Постройте векторную диаграмму напряжений и токов в масштабе.

 

 

12. Сформулируйте выводы о проделанной работе и ответьте на вопросы.

 

Выводы:

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

14

6 – блок управления тиристорами (в управляемом выпрямителе).

Выпрямители классифицируются по следующим признакам:

· по количеству фаз – однофазные и трёхфазные;

· по возможности регулирования величины выходного напряжения – неуправляемые и управляемые;

· по виду выпрямительных элементов – вакуумные, полупроводниковые, магнитные и т.д.;

· по способу включения выпрямительных элементов – мостовые и с нулевой точкой;

· по виду нагрузки – активной, активно-ёмкостной, активно-индуктивной.

Основные параметры выпрямителя:

· выпрямленные напряжение U_d и ток I_d в нагрузке, определяемые требованиями потребителя;

· действующие значения токов I₁, I₂ и напряжений U₁, U₂ первичной и вторичной обмоток трансформатора;

· типовая мощность трансформатора Р_Т;

· максимальное обратное напряжение на диоде U_{обр maх};

· средний I_а и максимальные I_{а mах} анодные тока диода.

 

Порядок выполнения работы:

 

Channel B – 5 V / Div.

 

31

Лабораторная работа № 7

КАРТОЧКА – ЗАДАНИЕ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 5

 

№ варианта	U, В	f, Гц	L, mГн	R, Ом
1	20	50	25,4	3
2	30	50	19,1	4
3	40	50	31,8	5
4	50	50	38,1	6
5	60	50	24,6	7
6	80	50	21,9	8
7	90	50	27,7	9
8	70	50	34,2	3
9	20	50	26,3	4
10	30	50	32,8	5
11	40	50	28,1	6
12	50	50	30,5	7
13	60	50	28,2	8
14	70	50	18,9	9
15	80	50	19,5	10

 

 

15

Лабораторная работа № 4

 

КАРТОЧКА – ЗАДАНИЕ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 7

 

№ варианта	U, В	f, Гц	R1, Ом	R2, Ом	R3, Ом
1	80	50	120	240	360
2	90	50	100	200	300
3	100	50	150	200	250
4	110	50	110	150	190
5	120	50	130	200	270
6	80	50	150	200	250
7	90	50	110	160	210
8	100	50	120	150	180
9	110	50	100	150	200
10	120	50	150	210	270
11	80	50	160	200	240
12	90	50	170	200	230
13	100	50	140	190	140
14	110	50	130	180	230
15	120	50	170	220	270

 

19

Лабораторная работа № 5

Лабораторная работа № 6

Порядок выполнения работы:

1. Соберите электрическую схему, показанную на рисунке 1.

 Рисунок 1.

 

21

2. Данные всех приборов и машин занесите в таблицу 1.

 

РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ

ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

 

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

 

«ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА»

ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНОСТИ

ОРГАНИЗАЦИЯ ПЕРЕВОЗОК И УПРАВЛЕНИЕ

НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ»

   Выполнил(а) ______________________________________

   Группа____________________________________________

   Шифр ____________________________________________

   Вариант __________________________________________

 

   Проверила: преподаватель Агеева Н.В.

Петрозаводск

20 1 2

Лабораторная работа № 1