Министерство образования Белгородской области

Областное государственное автономное

профессиональное образовательное учреждение

«Белгородский машиностроительный техникум»

РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ по учебной дисциплине

ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

для обучающихся по профессии 15.01.05 Сварщик ручной и частично механизированной сварки (наплавки)

Белгород 2022г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

В учебном процессе наряду с теоретическим обучением значительное место отводится лабораторным и практическим работам. Правильное сочетание теоретических знаний с практикой выполнения лабораторных и практических работ обеспечивает высокое качество подготовки специалистов.

Рабочая тетрадь представляет собой руководство по выполнению лабораторных работ, составленное в соответствии с учебными программой дисциплины «Теоретические основы электротехники» для специальностей 2-74 063101  «Энергетическое обеспечение сельскохозяйственного производства (электроэнергетика)».

Рабочая тетрадь содержит правила техники безопасности при работе с учебными стендами НТЦ, электроизмерительными приборами, общие указания по сборке электрических схем, методике измерений и обработке результатов экспериментов. В каждом описании лабораторной работы значительное внимание уделено четкой формулировке программы лабораторной работы, порядку ее выполнения. Кроме того, описания лабораторных работ содержат контрольные вопросы, необходимые для подготовки к защите.

ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Перед началом лабораторных занятий преподаватель проводит с учащимися вступительную беседу с целью ознакомления с оборудованием, измерительными приборами, аппаратурой и специфическими условиями работы в лабораториях «Электротехники. Электрических измерений».

• К выполнению лабораторных работ допускаются учащиеся, прослушавшие инструктаж по охране труда и технике безопасности, расписавшиеся в специальном журнале о его прохождении и обладающие необходимыми знаниями по предстоящей работе.
•  Учащиеся, находясь в лаборатории, должен быть предельно дисциплинированным и внимательным; беспрекословно выполнять все указания преподавателя и лаборанта; находиться непосредственно  на своем рабочем месте;
• Запрещается подходить к другим стендам, распределительным щитам и пультам и делать на них какие-либо включения или переключения; самостоятельно включать лабораторный стенд, производить в ней какие-либо присоединения, если установка находится под напряжением; во время работы стенда касаться токоведущих частей; оставлять без наблюдения лабораторный стенд или отдельные приборы под напряжением;
• О всех замеченных случаях неисправности в работе лабораторных стендов и нарушении правил техники безопасности учащиеся должен немедленно доложить преподавателю;
• Если произошел несчастный случай, лабораторный стенд следует немедленно отключить, оказать пострадавшему первую помощь, одновременно сообщив об этом преподавателю;
• Лабораторная работа выполняется бригадой в составе не более трех - четырех человек в соответствии с установленным графиком;
• Учащийся имеет право пользоваться лишь приборами его рабочего места, брать приборы с других рабочих мест без разрешения преподавателя или лаборанта воспрещается.

Учащиеся, впервые преступающие к лабораторным занятиям, обязаны изучить правила технику безопасности в лаборатории и расписаться в журнале инструктажей. Перед началом выполнения каждой лабораторной работы преподаватель проводит опрос учащихся для выяснения степени их подготовленности. Неподготовленные учащиеся к выполнению лабораторной работы не допускаются.

Перед сборкой установки учащиеся по схемам знакомятся со способами включения отдельных приборов, аппаратов и машин, находят обозначения зажимов и выясняют по схеме, в какое положение должны быть поставлены движки реостатов и рукоятки регулирующих устройств. Сборку начинают от зажимов источника питания, обращая особое внимание на плотность контактов. При этом сначала собирают главную - последовательную цепь, а затем уже выполняют все параллельные цепи. 

Собранную схему предъявляют на проверку преподавателю и с его разрешения включают цепь под напряжения.

Перед началом работы ставят стрелки всех электроизмерительных приборов в нулевое положение. При включении установки под напряжение наблюдают за поведением электроизмерительных приборов. При отклонении стрелок приборов за пределы шкал немедленно снимают напряжение.

После включения установки под напряжение желательно, не делая записей, убедиться, в каких пределах возможен эксперимент, чтобы предварительно наметить характерные точки для последующих записей в таблице. Результаты измерений заносят в таблицу рабочей тетради. После записей измеренных величин, не разбирая цепи, делают предварительный расчет, и результаты показывают преподавателю.

Если результаты наблюдений оказались неудовлетворительными, то опыт повторяют. Цепь разбирают только по разрешению преподавателя.

На основе полученных опытных и расчетных данных делают выводы и заключения по всей работе.

Лабораторную работу засчитывают после опроса учащихся в соответствии с контрольными вопросами, которые даны в конце каждой работы.

Учащиеся, выполнившие все работы и получившие зачет по каждой из них, автоматически получают общий зачет по лабораторным занятиям.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

ИССЛЕДОВАНИЕ НЕРАЗВЕТВЛЕННОЙ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

ЦЕЛЬ: Проверить основные соотношения между электрическими величинами в цепи постоянного тока с резисторами, включенными последовательно.

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ:

Таблица 1.1–Характеристики приборов

Рисунок 1– Схема последовательного соединения резисторов

Таблица 1.2– Опытных и расчетных данных

1. Расчетные формулы (расписать один опыт).

2. Убедиться, что

3. Графики зависимостей.

U = f(I);  U1 = f(I);  U2 = f(I);  U3 = f(I);

ВЫВОДЫ:_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________                                                

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ И СМЕШАННЫМ СОЕДИНЕНИЕМ РЕЗИСТОРОВ

ЦЕЛЬ: Проверить основные соотношения между электрическими величинами в цепи постоянного тока с резисторами, включенными параллельно.

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ:

Таблица 2.1 – Характеристики приборов

Рисунок 2– Схема последовательного соединения резисторов

Таблица 2.2– Опытных и расчетных данных

1. Расчетные формулы (расписать один опыт).

2. Убедиться, что

3. По данным таблицы построить

I= f(U);   I 1 = f(U);   I 2 =(U);  I 3 =(U);

ВЫВОДЫ:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

ПРОВЕРКА ЗАКОНОВ КИРХГОФА В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ ПОСТОЯННОГО ТОКА. ПОСТРОЕНИЕ ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ ДИАГРАММЫ.

        ЦЕЛЬ: Опытным путем проверить справедливость законов Кирхгофа  для цепей постоянного тока, построить потенциальную диаграмму.

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ:

Рисунок 3–Схема проверки законов Кирхгофа

Таблица 3.1– Опытных и расчетных данных

Таблица 3.2–Значение сопротивления.

Расчет потенциалов точек: _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 

Таблица 3.3–Опытных и расчетных данных.

Потенциальная  диаграмма:

ϕ = f(R);

 Расчетные формулы.

ВЫВОДЫ:_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ ЦЕПИ СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА. РЕЗОНАНС НАПРЯЖЕНИЙ.

ЦЕЛЬ: Опытным путем проверить основные свойства цепи переменного тока, обладающей активным сопротивлением,  индуктивностью и емкостью. Добиться резонанс напряжений, проверить его основные свойства.

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ:

Рисунок 4.1– Схема последовательного соединения RLC

Таблица 4 –Опытных и расчетных данных

1. Расчетные формулы

2.  По данным таблицы построить графики зависимостей.

I = f(XC);   UR = f(XC);   UL = f(XC);   UC = f(XC);   cosϕ = f(XC).

P = f(XC);   Q = f(XC);   S = f(XC);

3. Векторные диаграммы напряжений и токов, а также треугольники сопротивлений для первого и третьего замеров.

MU=________В/см; MI=________А/см

Рисунок 4.2– Векторные диаграммы напряжений и токов, треугольник сопротивлений

4. Волновое сопротивление колебательного контура.

ВЫВОДЫ:______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5

ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ ЦЕПИ СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА. РЕЗОНАНС ТОКОВ.

ЦЕЛЬ: Проверить основные свойства цепи переменного тока с параллельным соединением резистора, индуктивности и конденсатора. Добиться резонанс тока, проверить его основные свойства.

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ:

1. Пройти  входное тестирование на допуск к выполнению работы.
2. Собрать и изучить схему электрической цепи (рис. 5.1).

Рисунок 5.1– Схема параллельного  соединения R,L,C

Величина  активного сопротивления резистора:

Таблица 5– Опытных и расчетных данных

3. Расчетные формулы  (расписать один опыт).

4. Графики зависимостей

IС = f(С);    P = f(С);  Q = f(С);    S = f(С).

cosϕ = f(С); IАК = f(С);   I = f(С); IL = f(С);    XС = f(С).      

Векторные диаграммы напряжений и токов для первого и второго опытов (рисунок 5.1):

MU=________В/см; MI=________А/см

Рисунок 5.2– Векторные диаграммы напряжений и токов

5. Волновое сопротивление колебательного контура.

6. Индуктивность катушки, при которой в цепи резонанс токов.

7. Добротность колебательного контура.

ВЫВОДЫ:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6

ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХФАЗНОЙ ЦЕПИ, СОЕДИНЕННОЙ ЗВЕЗДОЙ

ЦЕЛЬ: Проверить справедливость соотношений между фазными и линейными токами и напряжений при соединении фаз приемника в звезду. Выявить роль нейтрального провода.

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ:

Рисунок 6.1– Схема трехфазной цепи, соединенной звездой

Таблица 6– Опытных и расчетных данных

1. Расчетные формулы:

2. Векторные диаграммы для трех случаев.

1. Равномерная нагрузка при включенной нейтрали.
2. Неравномерная нагрузка при включенной нейтрали.
3. Та же неравномерная нагрузка при отключенной нейтрали.

MI=___________А/см;  MU=____________В/см

Рисунок 5.2– Векторные диаграммы напряжений и токов

ВЫВОДЫ:

1. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННЫХ  ИСТОЧНИКОВ

1. Лоторейчук Е.А. Теоретические основы электротехнике. – М.: ИД «Форум»-Инфра-М, 2008.
2. Попов В.С. Теоретическая электротехника. – М.: Энергоатомиздат, 1990.
3. Евдокимов Ф.Е. Теоретические основы электротехнике. – М.: Высшая школа, 1981.
4. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электриче-ские цепи: Учеб. для вузов /Л.А. Бессонов.  – М.: Гардарики, 2000.
5. Сборник задач и упражнений по теоретическим основам электротехники: Учебное пособие для вузов. /Под ред. П.А. Ионкина. – М.: Энергоиздат, 1982.
6. Сборник задач по теоретическим основам электротехники: Учебное по-собие для вузов. /Под ред. Л.А. Бессонова. – 3-е изд., переработ. и доп. – М.: Высшая школа, 1980.