Учебное пособие: Электротехника с основами электроники

Произведите необходимые расчеты и графические построения и сделайте выводы по работе.

Методические указания к лабораторной работе № 1

ОЗНАКОМЛЕНИЕ С ОБОРУДОВАНИЕМ И ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫМИ ПРИБОРАМИ. СБОРКА СХЕМ И ПОИСК НЕИСПРАВНОСТЕЙ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ

Цель работы :

получить практические навыки по чтению схем, сборке электрических цепей, контролю технического состояния электротехнических изделий.

1. Основные теоретические положения .

Электрическая цепь представляет собой совокупность отдельных элементов, соединенных между собой определенным образом, и предназначена для протекания электрического тока.

Соединение элементов между собой может производиться безразборными (пайка, сварка, прессование) и разборными (болтовое, штепсельное, клеммное и т.д.) методами в зависимости от поставленной задачи и требований технологии. В электрической цепи происходит преобразование электрической энергии : механическая и химическая переходят в электрическую, а электрическая в тепловую, световую., механическую и т.д. В состав цепи могут входить источники электрической энергии, потребители, соединительные провода, аппараты управления, защиты и сигнализации, электроизмерительные приборы, преобразующие устройства и т.д.

Электрические цепи могут быть неразветвленными и разветвленными . Узлом называют такую точку электрической цепи, где соединяется более двух проводников. Ветвью называют участок цепи, заключенный между двумя узлами, на протяжении которого сила тока имеет одно и то же значение. Все элементы электрической цепи имеют графические и условные буквенные обозначения на схемах, выполняемые в соответствии с требованиями ГОСТ .

2. Электрические цепи обязательно содержат источники электрической энергии . Часто на схемах сами источники не изображаются, но обозначаются клеммы электрической сети, от которой питается цепь. Стандартная электрическая сеть имеет трехфазное напряжение 380/220 В и не всегда пригодна для нормальной работы исследуемой цепи. Поэтому могут применять дополнительно трансформаторы и различные регуляторы напряжения . Для регулирования переменного однофазного напряжения часто используют лабораторный автотрансформатор (ЛАТР). Перемещая движок по его обмотке, можно изменять выходное напряжение от 0 до 250В (рис.1).

Рис.1 Схема подключения автотрансформатора

Если в лаборатории требуется постоянное напряжение, то можно использовать аккумуляторы и выпрямители . Постоянное регулируемое напряжение можно получить, если применить ЛАТР и выпрямитель.

Часто для лабораторных работ используют пониженное трехфазное и однофазное напряжение, а также источники энергии с регулируемой частотой напряжения. На табличках оборудования указываются их номинальные данные.

3. В качестве потребителей электрической энергии могут быть использованы реостаты, лампы накаливания . На табличке (бирке) реостатов и ламп накаливания указаны их номинальные данные: напряжение, ток, мощность, сопротивление. Следует иметь ввиду, что действительные значения параметров могут отличаться от номинальных в пределах ±10... 20%.

В цепях переменного напряжения в качестве нагрузки используются также конденсаторы, катушки индуктивности с плавным или дискретным регулированием параметров (изменением площади пластин конденсатора, расстояния между обкладками и т.д.; изменением числа витков катушки индуктивности, воздушного зазора магнитопровода, изменением взаимного расположения катушки и магнитопровода). В качестве нагрузки можно использовать электродвигатели, преобразователи и т.д.

4. Для защиты от перегрузок и коротких замыканий применяют автоматические выключатели , предохранители и специальные электронные устройства. Они разрывают цепь нагрузки при отклонении условий работы от номинальных. В схемах лабораторных работ защитные устройства обычно не указываются. Питание цепей постоянного тока для полупроводниковых устройств производится от блоков с электронной защитой, срабатывающей за тысячные доли секунды и возвращающейся в исходное состояние после устранения ненормального режима.

5. Для контроля электрических параметров цепей применяют амперметры, вольтметры, ваттметры, омметры, осциллографы, комбинированные приборы и т.д. Приборы бывают щитовые и переносные, предназначенные для измерений на постоянном или переменном токе. Они могут быть одно - и многопредельными, могут иметь различные конструктивные особенности.

Согласно ГОСТ 23217-78 для электроизмерительных аналоговых приборов с непосредственным отсчетом установлены следующие условные обозначения , наносимые на них.

Основные единицы измерения и их кратные и дольные значения: например, килоампер - кА, ампер - А, миллиампер - мA, микроампер - мкА.

Род тока: постоянный, обозначается знаком " - ", переменный - " ~ ", постоянный и переменный - " - ", трехфазный - " ".

Безопасность. Внутри пятиконечной звездочки указана цифра испытательного напряжения в киловольтах. Если стоит цифра 0 , то это означает, что прибор испытанию прочности изоляции не подлежит. Если внутри звездочки не указана цифра, то это означает, что испытательное напряжение равно 500 В.

Используемое положение. Прибор применять при вертикальном положении шкалы - ^ ; прибор применять при горизонтальном положении шкалы - ; прибор применять при наклонном положении (под углом, например 60°) - Ð 60°; прибор должен ориентироваться в направлении внешнего магнитного поля "p ® N ".

Класс точности. Класс точности указывают на приборе соответствующей цифрой, например: 0,5; 1,0; 1,5 и т.д.

Общие условные обозначения принципа действия электроизмерительных приборов: