Лабораторная работа исследование режимов работы электрической цепи

Лабораторная
работа № 1

Тема:
Исследование режимов работы электрической цепи

Цель: Исследование разжимов работы
электрической цепи и влияние

сопротивления
нагрузки на основные соотношения в цепи

Студент
должен

знать: основные методы расчета линейных цепей
постоянного тока;

уметь: подбирать параметры элементов по
заданным условиям работы цепей и устройств

              
постоянного тока; выполнять расчеты цепей постоянного тока;

Теоретическое
обоснование

В представленной
электрической цепи (рисунок 1.1 ) ЭДС источника и его внутреннее
сопротивление  постоянны. Сопротивление
потребителя можно изменять от бесконечно большой величины до нуля. Анализ
работы такой цепи можно выполнить с помощью закона Ома для полной цепи:

                                                                         (1)

                                                                   (2)

Рассмотрим
возможные случаи режимов работы электрической цепи.

1.Пусть
, тогда , напряжение на зажимах генератора имеет
наибольшее

   
значение, равное ЭДС 

                                                                 (3)

Такой
режим называется режимом холостого хода.

2.
Пусть , тогда

                                                                     (4)

                                                              (5)

Такой
режим называется режимом короткого замыкания

3.
Пусть , тогда  

Характер
графических зависимостей, получающихся в результате обработки данных,

представлен
на рисунке  1.2.

                     

Ход
работы

1 Электрическая схема опыта, электрооборудования
и схема

На
рисунке 1.3. приведена электрическая схема опыта. При сборке по приведенной

схеме
используется следующее оборудование:

— источники постоянного напряжения БП — 15
со встроенными вольтметрами;

— резисторы эквиваленты внутреннего сопротивления
источника.

 ;

 — сопротивление нагрузки реостата 1 кОм;

 — амперметр;

 -вольтметр:

 — выключатели.

Рисунок 1.3 —
Неразветвленная электрическая цепь

с переменным
сопротивлением

2 Порядок проведения работы

2.1.
Ознакомься со схемой опыта, с приборами и оборудованием, используемыми

работе.

2.2.
Собрать цепь по схеме (рисунок 1.3), дать проверить ее преподавателю.

2.3.
Включить цепь. Установить на выходе источника напряжение 20 В.

Произвести
опыт холостого хода ( — разомкнуты) и опыт короткого замыкания

( — замкнуты). Измерить ток и напряжение,
данные измерений занести в

таблицу
1.1.

2.4.
Выключатель  — разомкнуть. Исследовать рабочий режим
электрической цепи,

изменяя
сопротивление нагрузки поворотом движка реостата  5-6 раз. Измерить ток

и
напряжение. Данные измерений занести в таблицу 1.1.

2.5.
Вычислить величину сопротивления нагрузки  по закону Ома для всех точек опыта

величину
мерности в нагрузке  и мощность генератора , а также коэффициент

полезного
действия:

2.6
Выключить цепь. Утвердить результаты работы. Разобрать схему. Выполнить

индивидуальное
задание.

3 Здания
для учащихся

3.1.По данным опытов
холостого хода и короткого замыкания определить ЭДС и внутреннее сопротивление
источника.

3.2.Для всех точек
опыта рассчитать сопротивление нагрузки , величину мощности в
нагрузке ; и мощность генератора  коэффициент полезного
действия  и величину падения
напряжения внутри источника

3.3.На одном графике
построить зависимости          

3.4.Определить
графически величину внутреннего сопротивления источника . Для этого воспользоваться
графиком  . Сравнить полученный
результат со значение, рассчитанными в п. 3.1.

Таблица 1.1 — Результаты измерений и
вычислений

Контрольные
вопросы

1.      В каких
режимах может работать электрическая цепь?

2.      Какие
параметры электрической цепи определяют из режимов холостого хода и короткого
замыкания?

3.      На какие
параметры электрической цепи влияет внутреннее сопротивление источника?

4.      При каком
сопротивлении нагрузки мощность достигает максимальной величины?

5.      Для каких
элементов схемы опасно короткое замыкание?

6.      Обосновать
изменение мощности генератора при изменении сопротивления нагрузки.

Содержание
отчета

1.      Написать
номер, тему и цель лабораторной работы

2.      Нарисовать
рисунок 1.3.

3.      Написать
оборудование, используемое в лабораторной схеме.

4.      Написать
порядок выполнения работы

5.      Результаты
измерений и вычислений занести в таблицу 1 1.

6.      Ответить
на контрольные вопросы.

7.      Сделать
вывод.

Литература

1)    
А.К. Славинский, И.С. Туревский —
Электротехника с основами электроники, 2013.-с.  42

2)      Лоторейчук, Е.А.- Теоритические основы электротехники:
2014. –с. 31

ОБПОУ «Курский электромеханический техникум»

Лабораторная работа №3

по дисциплине: «Электротехника и электроника»

ТЕМА:«Изучение режимов работы электрической цепи».

Методическая разработка

для студентов специальностей:

23.02.05 Эксплуатация транспортного электрооборудования и автоматики

(по видам транспорта, за исключением водного)

Составила: преподаватель ОБПОУ «КЭМТ»

КУЛИНИЧ Е.В.

Лабораторная работа №3

ТЕМА:«Изучение режимов работы электрической цепи»

Цель работы – определение электродвижущей силы источника тока (ЭДС), внутреннего сопротивления источника тока, исследование зависимостей полезной и полной мощности, развиваемых источником тока, и его коэффициента полезного действия (КПД) от нагрузочного сопротивления.

3.1Теоретические сведения

3.1.1 Классификация режимов работы электрической цепи

Для электрической цепи наиболее характерными являются режимы работы: нагрузочный, холостого хода и короткого замыкания.

Нормальным режимом работы электрической цепи называется режим, при котором все параметры электрической цепи находятся в пределах допустимых значений.

Аварийным называется режим работы электрической цепи, при котором, хотя бы один параметр электрической цепи выходит за пределы допустимых значений.

Нагрузочным или согласованным называется режим работы электрической цепи при подключении к источнику какого-либо приемника с сопротивлением R (резистора, электрической лампы и т. п.).

Режимом холостого хода, называется режим нагруженной цепи, при котором цепь разомкнута (I =0) или подключена к нагрузке с очень большим сопротивлением (R→∞, сопротивление стремится к бесконечности).

Режимом короткого замыкания, называется режим ненагруженной цепи, при котором цепь замкнута накоротко ( или подключена к нагрузке с очень малым сопротивлением (R→0, например, амперметр).

Режим холостого хода и короткого замыкания возникают при авариях.

Рис.3.1

Рассмотрим электрическую цепь, представленную на рис. 3.1. Допустим, что ключ К разомкнут. В этом случае электрический ток идёт только через вольтметр и источник тока. Допустим далее, что вольтметр имеет достаточно большое омическое сопротивление. Тогда током, протекающем в цепи, можно в первом приближении пренебречь. Поскольку мы пренебрегаем током в цепи, постольку отсутствует падение напряжения на внутреннем сопротивлении r источника и, как следствие, разность потенциалов на клеммах источника оказывается равной ε. Таким образом, при разомкнутом ключе вольтметр регистрирует ε — величину электродвижущей силы (ЭДС) источника тока.

Погрешность определения величины ε по данной методике возникает по двум причинам: 1) используемый для измерения вольтметр обладает ограниченной точностью;2) через источник тока и вольтметр всё же течёт некоторый малый ток, который вызывает падение напряжения на внутреннем сопротивлении источника, и поэтому показания вольтметра будут несколько меньше величины ε.

Теперь допустим, что ключ К замкнут. В этом случае через внешнее сопротивление R пойдёт электрический ток, сила которого определяется законом Ома для замкнутой цепи:

I= (3.1)

Прохождение электрического тока в цепи вызывает падение напряжения на внутреннем сопротивлении источника тока, равное Ir. Поэтому показание вольтметра U будут меньше ЭДС источника на величину падения на внутреннем сопротивлении:U = ε- Ir.

В последнем соотношении все величины, кроме внутреннего сопротивления, известны из измерений и поэтому величина r и падение напряжения на внутреннем сопротивлении, равное Ir, могут быть рассчитаны.

Рассмотрим теперь конкретные режимы работы источника тока. Исходя из закона Ома (3.1), можно показать, что ток в замкнутой цепи достигает наибольшего значения, равного I_max=ε/r, при R=0. Этот режим работы источника режимом короткого замыкания. Если наоборот, сопротивление внешней цепи R→, то ток асимптотически стремится к нулю. Такой режим называется режимом холостого хода. В этом случае, как было показано ранее, разность потенциалов между клеммами источника равна ЭДС.

Отметим также, что разность потенциалов U на клеммах источника одновременно является и падением напряжения на внешнем сопротивлении (см. рис. 3.1) и поэтому по закону Ома для участка цепи

U=RI (3.2)

Так как сила тока I и разность потенциалов U измеряются приборами, задействованными в электрической цепи, то по соотношению (3.2) может быть определена величина внешнего (нагрузочного) сопротивления R. Таким образом, по измерениям в режимах разомкнутого и замкнутого ключа K могут быть определены как параметры источника тока ε и r, так и величина внешнего сопротивления R.

Рассмотрим также замкнутую электрическую цепь с точки зрения развиваемой источником мощности. Как известно, мощность, выделяемая в виде тепла при прохождении электрического тока через сопротивление, определяется законом Джоуля-Ленца:

Р_полез = I²R=UI (3.3)

Соотношение (3.3) определяет полезную мощность, развиваемую источником на внешнем сопротивлении R. Аналогичное соотношение, но с сопротивлением r определяет мощность, выделяющуюся в виде тепла на внутреннее сопротивление источникаР_потерь = I²r =Ur.

Полная мощность является суммой полезной мощности и мощности, выделяющейся на внутреннее сопротивление:

Р_полная = I²R+ I²r = εI (3.4)

И, наконец, заметим, что коэффициент полезного действия (КПД) источника постоянного тока:

== = (3.5)

Используя соотношения (3.3) – (3.5) можно показать, что

= . (3.6)

Полная мощность, развиваемая источником тока, достигает максимума в режиме короткого замыкания, т.е. при R=0. В этом случае вся тепловая мощность выделяется внутри источника тока на его внутренне сопротивление. С ростом внешнего сопротивления полная мощность уменьшается, асимптотически приближаясь к нулевому значению.

Полезная мощность изменяется в зависимости от внешнего сопротивления более сложным образом. Действительно, Pполезн=0 при крайних значениях внешнего сопротивления: при R=0 и R=. Таким образом, максимум полезной мощности должен приходиться на промежуточные значения внешнего сопротивления.

Величину внешнего сопротивления, соответствующую максимуму полезной мощности, можно найти, используя метод дифференциального исчисления. Можно показать, что максимум полезной мощности соответствует R=r, т.е. равенству внешнего и внутреннего сопротивлений. В электротехнике режим максимальной полезной мощности называется режимом согласования источника тока с его нагрузкой.

Легко видеть, что R=0 при =0. При R→ величина  асимптотически стремится к единице. Интересно отметить, что в режиме максимальной полезной мощности =0,5, т.е. 50%.

3.2 Выполнение работы

3.2.1 Перечень приборов

1. Источник электроэнергии постоянного тока-1шт;

2. Магазин сопротивлений (резисторов)- 2шт.

3. Амперметр — 1шт;

4. Вольтметр -1шт.

3.2.2 План работы

1. Определить цену деления приборов, исходя из установленных пределов измерения.

2. Собрать схему на рис 3.1

3. Определить значения напряжения U и тока I,U-разность потенциалов на клеммах, В; I- сила тока, А:

— при разомкнутом ключе К (режим холостого хода U_хх=ε,I_хх=0);

— при замкнутом ключе К (режим короткого замыкания U_кз=Ir,I_кз=I_max=ε/r);

4. Выполнить расчеты и заполнить таблицу 3.1.

5. Построить графики зависимости U=f(I); Р=f(I);Р_{полезная}=f(I);Р_потерь(I);=f(I).

Дано ε=12В, Rн, r.

Таблица 3.1

	R=0	R=0,2Rн	R=0,5Rн	R=0,75Rн	R= Rн
0
I=, А	Imax=				Imin=
U=I R, В
U=Ir, В
Рполез =UI, Вт
Рпотерь = U r, Вт
Рполная = εI, Вт
= = , %
	Режим к.з.				Режим х.х.

Рис. 3.2 Графики зависимостей U=f(I); Р=f(I);Р_{полезная}=f(I);Р_потерь=f(I);=f(I).

Вывод: В проведенной лабораторной работе была определенны зависимости полезной и полной мощности, развиваемых источником тока, и его КПД от нагрузочного сопротивления.

3. 3 Вопросы для самопроверки

1. Какие существуют режимы электрической цепи?

2. Как определяется полная, полезная мощность и мощность потерь, КПД?

4.1 Цель работы

4.1.1 Определение
параметров схемы замещения индуктивной
катушки с магнитопроводом.

4.1.2
Изучение основных режимов работы
электрической цепи при последовательном
соединении R,
L, C.

4.1.3 Изучение методов
построения векторных диаграмм напряжений
и токов.

4.2 Исследуемые схемы

С
хема
для изучения цепи переменного тока с
последовательно соединёнными резистивным,
индуктивным и ёмкостным элементами
приведена на рисунке 4.1.

Рисунок
4.1 – Электрическая цепь переменного
тока с последовательно соединёнными
R,
L, C
элементами

Для
номинального режима (I_н
= 1,0 А) определяют параметры схемы
замещения катушки индуктивности:
L1
и R_К1.
При этом номинальный ток катушки
устанавливается путем изменения
напряжения автотрансформатора TV2
(рисунок 4.2).

Для
номинального режима определяют величину
емкости С11,
при которой будет наблюдаться резонанс
напряжения, и собирают схему, приведенную
на рисунке 4.3. Рассчитанную емкость
конденсатора устанавливают путем
коммутации тумблеров в магазине емкостей.

Рисунок
4.2 – Схема для экспериментального
исследования параметров схемы замещения
катушки индуктивности

Рисунок 4.3 – Схема
для экспериментального исследования
резонанса напряжений

Модель
исследуемой схемы в среде Multisim
представлена на рисунке 4.4. При её
построении устанавливаются в диалоговых
окнах компонентов их параметры. Для
источник
переменного напряжения E1
устанавливается
действующее значение напряжения RMS
и частота F.
Вольтметры и амперметр в режиме род
тока (mode)

переменный (АC),
внутреннее сопротивление (Resistance)
R_V
=
1 MОм,
R_А
=
1 нОм. Для измерения мощности используется
ваттметр XWM1.
Форма напряжения наблюдается с помощью
осциллографа XSC1.

Рисунок 4.4 – Модель
исследуемой схемы

4.3 Основные теоретические соотношения

4.3.1
Определение параметров схемы замещения
катушки индуктивности с магнитопроводом.

В
номинальном режиме (Iн. = 1,0 А) снимают
показания приборов:

РА1 – ток через
катушку;

PW2
– активная мощность, потребляемая
катушкой L_К1;

PV3
– напряжение на катушке L_К1.

Зная
показания приборов, определяют значение
параметров схемы замещения катушки:

;


;



;

;

;

,

где
R17
=
17 Ом,
f
= 50 Гц.

4.3.2
Определение величины емкости С11,
при которой в цепи наступает резонанс
напряжений.

Значение
С11
определяется,
исходя из условия возникновения резонанса
напряжений:

,

где


.

Таким
образом,

.

При
резонансе сопротивление цепи чисто
активное, поэтому ток в цепи:

.

4.3.3
Определение расчетным путем значений
cos
и тока в цепи при максимальном значении
емкости конденсатора С11.

Значение
С11_мах
= 63 мкФ при всех замкнутых выключателях.

Ток в цепи:

,

где

;

Z
—
полное сопротивление цепи, Ом.

Коэффициент
мощности цепи:

Пример
построения векторной диаграммы цепи
при активно-индуктивном характере цепи
дан на рисунке 4.5.

Рисунок
4.5
– Векторная диаграмма

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Краснодарского края

«Славянский сельскохозяйственный техникум»

ГБПОУ КК ССХТ

Цикловая методическая комиссия технических дисциплин

Методический конспект преподавателя Поповой И.И.

ОП. 04 Электротехника и электронная техника

Занятие № 8. Лабораторная работа № 1 Исследование режимов работы  электрической цепи постоянного тока

Специальность 35.02.07 Механизация сельского хозяйства

г. Славянск-на-Кубани, 2016

Рассмотрено на заседании

цикловой методической комиссии

технических дисциплин

протокол ____  от  __________

председатель цикловой комиссии

 __________________Гурин С.А.

Методический конспект преподавателя описывает методику проведения лабораторной работы по исследованию режимов работы  электрической цепи постоянного тока с применением информационно – коммуникационной технологии (мультимедийной технологии), интерактивной технологии и методики вовлеченного обучения (громкого  обсуждения), опорных конспектов, опережающего задания.

Компьютерные технологии, в частности презентации темы,  повышают интерес к предмету, позволяют разнообразить формы проведения уроков, осовременить их, обеспечить наглядность, привнести зрелищность и наглядность, осуществить межпредметные связи.

Определенное значение имеют презентации на всех этапах практического  занятия. Слайд-фильм позволяет на одном слайде показать условие задания, на другом поэтапное ее решение, сделать ссылку на теоретические моменты, остановиться  на типовых ошибках, при этом значительно экономиться время.

Демонстрируемые слайды позволяют включить материал, которого нет в учебной литературе (сведения из Интернета) или другой литературы.

Для активизации опорных знаний перед началом выполнения лабораторной работы  используется метод «громкого обсуждения».

Во время проведения измерений, обработки и анализа полученных данных используется интерактивная технология, где преподаватель выступает в качестве консультанта.

В лабораторной работе используется современная электронная техника, которая осваивается обучающимися  с использованием  метода опережающего задания.

Лабораторная работа выполняется бригадным методом, что позволяет разнообразить виды учебной деятельности. Обучающиеся отвечают на контрольные вопросы, решают тренинговые задачи по опорным конспектам практико-ориентированным методом.

Многообразие методов и форм проведения лабораторной работы позволяет максимально использовать знания и умения обучающихся по исследуемому вопросу и активизировать их работу на занятии.

Вид занятия (тип урока): лабораторная работа  с применением интерактивной технологии, информационно-коммуникационной технологии.

Цели занятия:

учебная:

• обобщение, систематизация, углубление и закрепление теоретических знаний по темам 1. 4 Принципы составления электрических цепей постоянного тока, 1.5 Основные законы электрических цепей постоянного тока;
• формирование умений применять полученные теоретические знания на практике;
• формирование учебных навыков (умений выполнять расчеты, строить графики), необходимых в последующей учебной работе на профессиональных дисциплинах;
• формирование умений выполнения профессиональных функций при работе с инструктивными материалами;
• формирование умений анализировать и обосновывать полученные результаты расчетов и графиков, понимать их практическую значимость.

воспитательная:

• формирование профессиональных качеств: самостоятельности, ответственности, умения работать в команде;

развивающая:

• развитие у будущих специалистов познавательных, интеллектуальных, аналитических, рационализаторских способностей;
• формирование умений работать в должном темпе;

деятельностная:

• формирование умений читать и собирать простые электрические цепи, включать в них  измерительные приборы;
• формирование умений измерять токи и напряжения,  проверять соблюдение закона Ома в линейной электрической цепи методом расчета параметров цепи;
• формирование умений исследовать влияние изменения сопротивления нагрузки на режим работы цепи во избежание аварийных ситуаций в будущей профессиональной деятельности при работе с электрооборудованием.

Задачи занятия:

• расшифровать элементы схемы, собрать цепь, установить защиту цепи и исходные позиции измерительных приборов;
• измерить и рассчитать параметры цепи;
• построить графики и сравнить их с теоретическими аналогами.

Студент должен

ЗНАТЬ:

• способы получения, передачи и использования электрической энергии;
• электротехническая  терминология;
• основные законы электротехники;
• характеристики и параметры электрических полей;
• свойства проводников, электроизоляционных материалов;
• методы расчета и измерения основных параметров электрических цепей;
• принципы действия, устройство, основные характеристики электротехнических и электронных устройств и приборов;
• принципы выбора электрических и электронных устройств и приборов, составления электрических цепей;
• правила эксплуатации электрооборудования;

УМЕТЬ:

• использовать основные законы и принципы теоретической электротехники и электронной техники в профессиональной деятельности;
• читать электрические и монтажные схемы;
• рассчитывать параметры электрических цепей;
• пользоваться электроизмерительными приборами и приспособлениями;
• подбирать устройства электронной техники, электрические приборы и оборудование с определенными параметрами и характеристиками;
• собирать электрические схемы.

План занятия:

1.Вводная часть.

Проверка готовности обучающихся и аудитории, перекличка присутствующих, деление обучающихся на подгруппы.

Объявление темы работы, целей, задач, порядка выполнения работы.

Проверка опорных знаний обучающихся.

Проведение инструктажа по охране труда и технике безопасности.

2. Основная часть.

Проведение измерительных работ.

Письменная работа над контрольными вопросами.

Тренинговое решение логических задач с использованием закона Ома и законов сохранения энергии.

Расчет  параметров цепи.

Построение графиков.цепи.

3. Заключительная часть.

Анализ графических зависимостей и их сравнение с теоретическими данными.

Рассмотрение причин и следствий аварийных режимов работы цепи.

Составление выводов по работе.

Оценка результатов работы.

Материально-техническое обеспечение занятия:

Наглядные пособия: презентация.

Раздаточный материал: дидактический материал, инструкционные карты, бланки отчетов.

Технические средства обучения: комплект учебно-лабораторного оборудования «Электротехника и основы электроники» (модули: источник питания, сопротивления добавочные, мультиметры, измерительные приборы); мультимедийный комплекс; интерактивная доска; аппаратно-программый комплекс «Виртуальный учитель».

Литература:

основная: Евдокимов, Ф. Е. Общая электротехника : учебник для учащихся не электротехнических специальностей техникумов / Ф. Е. Евдокимов. – М. : Высшая школа, 2004;

дополнительная: Лобзин, С. А. Электротехника. Лабораторный практикум : учебное пособие для среднего профессионального образования / С.А. Лобзин. – М. : Академия, 2010.

Ход занятия

№	Элементы занятия, учебные вопросы	Методы и формы обучения, приемы освоения	Добавления, изменения, замечания
1	Организационный момент
1.1	Взаимное приветствие.	Беседа	1 минута
1.2	Проверка санитарного состояния аудитории.
1.3	Проверка состава учебной группы.
1.4	Деление группы на три подгруппы		1 минута
1.4	Цели, задачи, план занятия, порядок работы в подгруппах (одна подгруппа выполняет измерения, две подгруппы решают тренинговые задачи,письменно отвечают на контрольные вопросы, затем подгруппы меняются), мотивация обучения (каждое пятое возгорание связано с нарушением работы режимов электрической цепи), критерии оценок (построение и анализ графиков, выводы по работе – «3», дополнительно ответы на контрольные вопросы – «4», дополнительно  решение не менее пяти тренинговых задач – «5»	Рассказ.	7 минут
2	Актуализация опорных знаний
2.1	Основные элементы электрической цепи, направление тока, распределение напряжений.	Фронтальный опрос, запись ответов на аудиторной доске – иллюстративный метод.	1 минута
2.2	Составление формул для расчета параметров цепи по закону Ома, балансу цепи: , , , ,,,	Фронтальный опрос, комментарий ответов, запись ответов на аудиторной доске – иллюстративный метод.	9 минут
2.3	Нагрузочная характеристика цепи, режимы работы цепи: , короткого замыкания, холостого хода, номинальный, согласованный. Аварийные режимы.	Устный опрос, комментарий ответов, элементы ИКТ (презентация). Громкое обсуждение.	3 минуты
3	Основной этап занятия
3.1	Инструктаж выполнения лабораторной работы, выдача бланков-отчетов, тренинговых задач «Дорожная карта».	Рассказ,  инструктаж по технике безопасности и охране труда, элементы ИКТ (Виртуальный учитель)	5 минут
3.1	Работа в подгруппах. Проведение измерений.	Рассказ, практические действия, элементы интерактивной технологии, опережающие задания, форма работы — групповая	10 минут
3.2	Работа в подгруппах. Письменные ответы на контрольные вопросы.	Элементы практико-ориентированного метода.  Элементы интерактивной технологии  (дистанционное консультирование) Самостоятельная работа.	10 минут
3.3	Работа в подгруппах. Решение тренинговых задач «Дорожной карты» по расчету параметров простейшей электрической цепи.	Элементы практико-ориентированного метода проектов.  Элементы интерактивной технологии  (дистанционное консультирование) Самостоятельная работа.	10 минут
3.4	Расчет параметров цепи.	Самостоятельная работа студентов. Элементы ИКТ (презентация).Самостоятельная работа.	10 минут
3.5	Построение графиков	Элементы интерактивной технологии.  Самостоятельная работа студентов. Элементы ИКТ (презентация). Самостоятельная работа.	10 минут
4	Подведение итогов занятия
4.1	Анализ графиков.	Рассказ, беседа. Элементы ИКТ (презентация).	5 минут
4.2	Причины и следствия аварийных режимов работы электрической цепи.	Рассказ, беседа. Элементы ИКТ (презентация).	5 минут
4.2	Составление выводов по работе.	Беседа. Элементы интерактивной технологии. Форма работы – групповая.	1 минута
4.4	Оценка результатов работы.	Рассказ, беседа.	2 минуты.

Инструкционная карта

Лабораторная работа № 1

Тема занятия Исследование режимов работы электрической цепи постоянного

тока.

Цель выполнения задания:

• получить навыки сборки простых электрических цепей, включения в электрическую цепь измерительных приборов;
• научиться измерять токи и напряжения, убедиться в соблюдении закона Ома в линейной электрической цепи;
• исследовать влияние изменения сопротивления нагрузки на режим работы цепи.

Необходимо знать:

• способы получения, передачи и использования электрической энергии;
• электротехническая  терминология;
• основные законы электротехники;
• характеристики и параметры электрических полей;
• свойства проводников, электроизоляционных материалов;
• методы расчета и измерения основных параметров электрических цепей;
• принципы действия, устройство, основные характеристики электротехнических и электронных устройств и приборов;
• принципы выбора электрических и электронных устройств и приборов, составления электрических цепей;
• правила эксплуатации электрооборудования;

Необходимо уметь:

• использовать основные законы и принципы теоретической электротехники и электронной техники в профессиональной деятельности;
• читать электрические и монтажные схемы;
• рассчитывать параметры электрических цепей;
• пользоваться электроизмерительными приборами и приспособлениями;
• подбирать устройства электронной техники, электрические приборы и оборудование с определенными параметрами и характеристиками;
• собирать электрические схемы.

Оборудование (приборы, материалы, дидактическое обеспечение):

• вариативные тренинговые задачи «Дорожные карты»;
• комплект учебно-лабораторного оборудования «Электротехника и основы электроники» (модули: источник питания, сопротивления добавочные, мультиметры, измерительные приборы);
•  мультимедийный комплекс;
•  интерактивная доска;
•  аппаратно-программый комплекс «Виртуальный учитель».

Основные теоретические положения

При изменении сопротивления нагрузки от  до  можно получить режимы короткого замыкания, холостого хода, рабочий режим.

Короткое замыкание получим, если при замкнутом выключателе установим сопротивление . В цепи возникает наибольший ток (ток короткого замыкания):

,

где  — ток короткого замыкания, А;

 — ЭДС источника питания, В;

 — внутреннее сопротивление источника, Ом.

Холостой ход можно получить, разомкнув выключатель, при этом ток в цепи будет отсутствовать:

,

где  — ток холостого хода, А.

Рабочий режим:

.

Изменение тока от  до  вызывает изменение напряжения и мощности на отдельных участках цепи.

,

 — напряжение на внутреннем сопротивлении источника, В.

,

 — напряжение на переменном резисторе, В.

,

 — мощность потерь внутри источника ЭДС, Вт.

,

 — полезная мощность на переменном резисторе, Вт.

КПД цепи определяется по формуле:

.

Ход выполнения задания, методические указания:

1. По электрической схеме соберите электрическую цепь.

1. Измерьте ЭДС источника электрической энергии.
2. Изменяя положения движка переменного резистора, произведите измерение тока и напряжения в цепи.
3. Данные измерений и результаты расчетов запишите в таблицу.

R, Ом	Измерить	Вычислить
Е, В	U,  В	I, А	U0,  В	Ри, Вт	Р, Вт	Р0, Вт	, %	R0, Ом
70
60
50
40
30
20
10
5

1. Постройте графики.

Содержание отчета:

1. Наименование работы.
2. Цель работы
3. Оборудование.
4. Схема измерения.
5. Таблица измерений и расчетов.
6. Графики.
7. Ответы на контрольные вопросы.
8. Выводы

Контрольные вопросы:

1. Назовите признаки режима холостого хода электрической цепи. Каково практическое назначение режима? Почему режим считается аварийным?

____________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Назовите признаки режима короткого замыкания электрической цепи. Почему режим считается аварийным?

____________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Назовите признаки номинального режима электрической цепи. Каково практическое назначение режима?

____________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Назовите признаки согласованного режима электрической цепи. Каково практическое назначение режима? Чем ограничивается использование данного режима?

_____________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Каково внутреннее сопротивление R0 источника электроэнергии в исследуемой в лабораторной работе схеме, если при токе нагрузки 5А вольтметр показывает 48 В, а при токе 10 А – 46 В?

1. 16 Ом.      2. 4,8 Ом.       3. 1,6 Ом.       4. 0,4 Ом.      5. 0,8 Ом.

____________________________________________________________________________________________________________________________________

Выводы:

Литература:

основная: Евдокимов, Ф. Е. Общая электротехника : учебник для учащихся не электротехнических специальностей техникумов / Ф. Е. Евдокимов. – М. : Высшая школа, 2004;

дополнительная: Лобзин, С. А. Электротехника. Лабораторный практикум : учебное пособие для среднего профессионального образования / С.А. Лобзин. – М. : Академия, 2010.

Фотоочет

Актуализация опорных знаний

Лабораторная установка

Текущий инструктаж

Проведение измерения в бригадах

Обработка результатов измерения, консультирование

Электронные измерительные приборы

Скриншот сайта с заметкой