Главная

Контакты

Случайная статья

• Автоматизация
• Антропология
• Археология
• Архитектура
• Биология
• Ботаника
• Бухгалтерия
• Военная наука
• Генетика
• География
• Геология
• Демография
• Деревообработка
• Журналистика
• Зоология
• Изобретательство
• Информатика
• Искусство
• История
• Кинематография
• Компьютеризация
• Косметика
• Кулинария
• Культура
• Лексикология
• Лингвистика
• Литература
• Логика
• Маркетинг
• Математика
• Материаловедение
• Медицина
• Менеджмент
• Металлургия
• Метрология
• Механика
• Музыка
• Науковедение
• Образование
• Охрана Труда
• Педагогика
• Полиграфия
• Политология
• Право
• Предпринимательство
• Приборостроение
• Программирование
• Производство
• Промышленность
• Психология
• Радиосвязь
• Религия
• Риторика
• Социология
• Спорт
• Стандартизация
• Статистика
• Строительство
• Технологии
• Торговля
• Транспорт
• Фармакология
• Физика
• Физиология
• Философия
• Финансы
• Химия
• Хозяйство
• Черчение
• Экология
• Экономика
• Электроника
• Электротехника
• Энергетика

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Методические указания к выполнению аудиторных лабораторных работ обучающихся по дисциплине «Электротехника и электроника» предназначены для обучающихся по специальности 13.02.11 «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)».

Цель методических указаний: оказание помощи обучающимся в выполнении лабораторных работ по дисциплине «Электротехника и электроника».

Настоящие методические указания содержат работы, которые позволят обучающимся овладеть фундаментальными знаниями, профессиональными умениями и навыками деятельности по специальности, опытом творческой и исследовательской деятельности, и направлены на формирование следующих компетенций:

для углубленной подготовки:

ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, определять методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК 3. Решать проблемы, оценивать риски и принимать решения в нестандартных ситуациях.

ОК 4. Осуществлять поиск, анализ и оценку информации, необходимой для постановки и решения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии для совершенствования профессиональной деятельности.

ОК 7. Ставить цели, мотивировать деятельность подчиненных, организовывать и контролировать их работу с принятием на себя ответственности за результат выполнения заданий.

ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.

ОК 9. Быть готовым к частой смене технологий в профессиональной деятельности.

ПК 1.1. Выполнять наладку, регулировку и проверку электрического и электромеханического оборудования.

ПК 1.2. Организовывать и выполнять техническое обслуживание и ремонт электрического и электромеханического оборудования.

ПК 1.3. Осуществлять диагностику и технический контроль при эксплуатации электрического и электромеханического оборудования.

ПК 2.1. Организовывать и выполнять работы по эксплуатации, обслуживанию и ремонту бытовой техники.

ПК 2.2. Осуществлять диагностику и контроль технического состояния бытовой техники.

ПК 2.3. Прогнозировать отказы, определять ресурсы, обнаруживать дефекты электробытовой техники.

ПК 4.1. Участвовать в проектировании и изготовлении нового электрического и электромеханического оборудования.

ПК 4.2. Участвовать в испытаниях нового электрического и электромеханического оборудования.

ПК 4.3. Вести отчетную документацию по испытаниям электрического и электромеханического оборудования.

В результате выполнения лабораторных работ по дисциплине «Электротехника и электроника» обучающиеся должны уметь:

- подбирать устройства электронной техники, электрические приборы и оборудование с определенными параметрами и характеристиками;

- правильно эксплуатировать электрооборудование и механизмы передачи движения технологических машин и аппаратов;

- рассчитывать параметры электрических, магнитных цепей;

- снимать показания электроизмерительных приборов и приспособлений и пользоваться ими;

- собирать электрические схемы;

- читать принципиальные, электрические и монтажные схемы.

В результате выполнения лабораторных работ по дисциплины «Электротехника и электроника» обучающиеся должны знать:

 - классификацию электронных приборов, их устройство и область применения;

- методы расчета и измерения основных параметров электрических, магнитных цепей;

- основные законы электротехники;

- основные правила эксплуатации электрооборудования и методы измерения электрических величин;

- основы теории электрических машин, принцип работы типовых электрических устройств;

- основы физических процессов в проводниках, полупроводниках и диэлектриках;

- параметры электрических схем и единицы их измерения;

- принципы выбора электрических и электронных устройств и приборов;      

- принципы действия, устройство, основные характеристики электротехнических и электронных устройств и приборов;

- свойства проводников, полупроводников, электроизоляционных, магнитных материалов;  

- способы получения, передачи и использования электрической энергии; 

- устройство, принцип действия и основные характеристики электротехнических приборов;

- характеристики и параметры электрических и магнитных полей.

Критериями оценки результатов аудиторных лабораторных работ обучающихся являются:

- уровень освоения учебного материала;

- уровень умения использовать теоретические знания при выполнении практических задач;

- уровень умения активно использовать электронные образовательные ресурсы, находить требующуюся информацию, изучать ее и применять на практике;

- обоснованность и четкость изложения материала;

- оформление материала в соответствии с требованиями стандарта предприятия;

- уровень умения ориентироваться в потоке информации, выделять главное;

- уровень умения четко сформулировать проблему, предложив ее решение, критически оценить решение и его последствия;

- уровень умения определить, проанализировать альтернативные возможности, варианты действий;

- уровень умения сформулировать собственную позицию, оценку и аргументировать ее.

для базовой подготовки:

ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.

ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.

ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат выполнения заданий.

ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.

ОК 9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности

ПК 1.1. Выполнять наладку, регулировку и проверку электрического и электромеханического оборудования.

ПК 1.2. Организовывать и выполнять техническое обслуживание и ремонт электрического и электромеханического оборудования.

ПК 1.3. Осуществлять диагностику и технический контроль при эксплуатации электрического и электромеханического оборудования.

ПК 2.1. Организовывать и выполнять работы по эксплуатации, обслуживанию и ремонту бытовой техники.

ПК 2.2. Осуществлять диагностику и контроль технического состояния бытовой техники.

ПК 2.3. Прогнозировать отказы, определять ресурсы, обнаруживать дефекты электробытовой техники.

В результате выполнения лабораторных работ по дисциплине «Электротехника и электроника» обучающиеся должны уметь:

- подбирать устройства электронной техники, электрические приборы и оборудование с определенными параметрами и характеристиками;

- правильно эксплуатировать электрооборудование и механизмы передачи движения технологических машин и аппаратов;

- рассчитывать параметры электрических, магнитных цепей;

- снимать показания электроизмерительных приборов и приспособлений и пользоваться ими;

- собирать электрические схемы;

- читать принципиальные, электрические и монтажные схемы.

В результате выполнения лабораторных работ по дисциплины «Электротехника и электроника» обучающиеся должны знать:

 - классификацию электронных приборов, их устройство и область применения;

- методы расчета и измерения основных параметров электрических, магнитных цепей;

- основные законы электротехники;

- основные правила эксплуатации электрооборудования и методы измерения электрических величин;

- основы теории электрических машин, принцип работы типовых электрических устройств;

- основы физических процессов в проводниках, полупроводниках и диэлектриках;

- параметры электрических схем и единицы их измерения;

- принципы выбора электрических и электронных устройств и приборов;      

- принципы действия, устройство, основные характеристики электротехнических и электронных устройств и приборов;

- свойства проводников, полупроводников, электроизоляционных, магнитных материалов;  

- способы получения, передачи и использования электрической энергии; 

- устройство, принцип действия и основные характеристики электротехнических приборов;

- характеристики и параметры электрических и магнитных полей.

Критериями оценки результатов аудиторных лабораторных работ обучающихся являются:

- уровень освоения учебного материала;

- уровень умения использовать теоретические знания при выполнении практических задач;

- уровень умения активно использовать электронные образовательные ресурсы, находить требующуюся информацию, изучать ее и применять на практике;

- обоснованность и четкость изложения материала;

- оформление материала в соответствии с требованиями стандарта предприятия;

- уровень умения ориентироваться в потоке информации, выделять главное;

- уровень умения четко сформулировать проблему, предложив ее решение, критически оценить решение и его последствия;

- уровень умения определить, проанализировать альтернативные возможности, варианты действий;

уровень умения сформулировать собственную позицию, оценку и аргументировать ее.

Описание каждой лабораторной работы содержит: тему, цели работы, порядок выполнения работы, контрольные вопросы. Для получения дополнительной, более подробной информации по изучаемым вопросам, приведено учебно-методическое и информационное обеспечение. Перечень видов лабораторных работ представлен в таблице 1.

Таблица 1 - Перечень видов лабораторных работ

1 ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ РЕГУЛЯТОРА ТОКА ИРЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

1.1 Цель работы: ознакомиться на практике с работой реостата и потенциометра.

1.2 Программа работы

1.2.1 Собрать электрическую схему для регулирования тока (рисунок 1.1). Величину R2 для схем выбрать из магазина сопротивлений.

1.2.2 Изменяя сопротивление реостата от 0 до наибольшего значения,
пронаблюдайте по показаниям амперметра PA изменение тока (напряжение на источнике U и напряжение на реостате U1 следует снимать так, как показано на рисунке 1.1, прикладывая свободные концы щупов вольтметра PV к указанным точкам).

Рисунок 1.1

1.2.3 Показания приборов запишите в таблицу 1.1.

Таблица 1.1

     1.2.4 Собрать электрическую схему для регулирования напряжения (рисунок 1.2).

Рисунок 1.2

1.2.5 Изменяя сопротивление потенциометра от 0 до наибольшего
значения, пронаблюдайте по показаниям вольтметра РV изменение напряжения.

1.2.6 Показание приборов запишите в таблицу 1.2.

Таблица 1.2

1.3 Обработка результатов опытов

1.3.1 Используя показания приборов из таблицы 1.1, вычислите
величину сопротивления реостата R1 и постройте график зависимости тока от сопротивления реостата.

1.3.2 Используя показания приборов из таблицы 1.2, вычислите
величину сопротивления потенциометра R1 и постройте график зависимости напряжения от сопротивления потенциометра.

1.4 Контрольные вопросы

1.4.1 Чем отличается схема регулятора тока от схемы регулятора напряжения?

1.4.2 Закон Ома для участка цепи.

1.4.3 Как изменится ток в цепи на рис. 1.1, если сопротивление R1,
увеличить?

1.4.4 Как изменится напряжение U1 в цепи на рис. 1.2, если
сопротивление R1 увеличить?

1.4.5 Почему ток в схеме на рис. 1.2 не изменяется при изменении
сопротивления R1 ?

1.4.6 Зачем в первой схеме включен резистор R2 ?

2 ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

2.1 Цель работы: исследовать изменение параметров в неразветвленной цепи при изменении сопротивления. Ознакомиться с режимами работы электрической цепи.

2.2 Программа работы

2.2.1 Собрать электрическую схему (рисунок 2.1). Установить на мультиметрах необходимые пределы измерения и показать ее преподавателю.

2.2.2 Установить в цепь резисторы с заданными преподавателем сопротивлениями.

2.2.3 Включить автомат постоянного тока.

2.2.4 Изменяя сопротивление R2 от нуля (короткое замыкание) до бесконечно большого (разрыв цепи ключом S) для девяти значений этого сопротивления произвести измерение силы тока и напряжений. Результаты записать в таблицу 2.1.

Рисунок 2.1

  Таблица 2.1

2.3 Обработка результатов расчета

2.3.1 По полученным данным рассчитать сопротивления, мощности и КПД цепи. Результаты записать в таблицу 2.1.

2.3.2 Построить графики зависимости:

1) тока от сопротивления: I(R2);

2) напряжения питания, напряжения на постоянном  R1 и переменном R2
сопротивлении от тока в одной системе координат: U(I), U1(I), U2(I);

3) мощности всей цепи, мощности на постоянном R1 и переменном R2 сопротивлении от тока в одной системе координат: Р(I), Р1(I), Р2(I);

4) кпд от тока: h( I).

2.3.3 По лабораторной работе сделать выводы относительно:

1) возможных режимов работы электрической цепи;

2) характера изменения тока при увеличении нагрузки;

3) характера изменения напряжений, мощностей и КПД при увеличении силы тока;

4) условия максимальной мощности Р2 и максимального КПД цепи.

2.3.4 Выводы записать в отчет.

2.4 Контрольные вопросы

2.4.1 Какова цель работы?

2.4.2 Какой режим работы электрической цепи называется режимом холостого хода?

2.4.3 Какой режим работы электрической цепи называется режимом короткого замыкания?

2.4.4 Какой режим работы электрической цепи называется номинальным, рабочим?

2.4.5 В каком режиме и при каких значениях сопротивлений резисторов развивается наибольшая мощность?

3 ИССЛЕДОВАНИЕ ИСТОЧНИКА ЭДС В РЕЖИМАХ ГЕНЕРАТОРА И ПОТРЕБИТЕЛЯ

3.1 Цель работы: изучить режимы работы источника электрической энергии, определить его внутреннее сопротивление, проанализировать соотношение между ЭДС источника и напряжением на его зажимах.

3.2 Программа работы
Опыт№1

3.2.1 Собрать электрическую схему (рисунок 3.1). Установить на мультиметрах необходимые пределы измерения. Источник ЭДС Е2 находится в соответствующем выносном блоке.

3.2.2 Выбрать сопротивление R2 из магазина сопротивлений, установить подвижной контакт потенциометра в среднее положение.

3.2.3 Включить автомат постоянного тока, проверить работу приборов (если требуется — изменить полярность или пределы измерения).

3.2.4 Потенциометром установить заданное преподавателем напряжение и удерживать его постоянным в течение всей работы.

3.2.5 Установить ключ S внейтральное (отключенное) положение и измерить переносным вольтметром непосредственно на клеммах источников ЭДС (Е1 и Е2) поочередно. Результаты измерения записать в таблицу 3.1.

3.2.6 Замкнуь ключ S, измерить установившееся напряжение на источниках Е1 и Е2, записать показания вольтметров и амперметра в таблицу 4.1.

3.2.7 Измерить напряжение U3 на клеммах потребителя. Результаты записать в таблицу 3.1.

Рисунок 3.1

Опыт №2

3.2.8 Разомкнуть ключ S и поменять местами клеммы источника Е2 (плюс на минус, а минус на плюс).

3.2.9 Замкнуть ключ S, измерить установившееся напряжение на источниках Е1 и Е2, записать показания вольтметров и амперметра в таблицу 3.1.

3.2.10 Переносным вольтметром измерить напряжение U3 на клеммах потребителя.  Результаты записать в таблицу 3.1.

Таблица 3.1

3.3 Обработка результатов расчета

3.3.1 По измеренным данным вычислить мощность участков (Р1 и Р2) и всей цепи (P_Ц).

3.3.2 Определить потери напряжения внутри исследуемого источника U02 и внутреннее сопротивление источника  R02.

3.3.3 Определить режимы работы исследуемого источника.

3.3.4 Результаты записать в таблицу 3.1.

3.3.5 Сделать выводы о проделанной работе.

3.4 Контрольные вопросы

3.4.1 Какова цель лабораторной работы?

3.4.2 Какие источники электрической энергии вы знаете?

3.4.3 Какие виды энергии они используют?

3.4.4 Какие режимы работы источника вам известны?

3.4.5 Каковы характерные особенности режима холостого хода источника?

3.4.6 Каковы характерные особенности режима короткого замыкания источника?

3.4.7 Как измерить ЭДС источника напряжения на его зажимах?

3.4.8 Запишите формулу закона Ома и проанализируйте ее.

3.4.9 Какие опыты и расчеты нужно проделать, чтобы определить падение напряжения на внутреннем сопротивлении источника?

3.4.10 Как определить внутреннее сопротивление источника?

3.4.11 Как рассчитать потери энергии и к. п. д. источника электрической энергии?

4 ИЗМЕРЕНИЕ ПОТЕНЦИАЛОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ, ПОСТРОЕНИЕ ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ ДИАГРАММЫ

4.1 Цель работы: измерить потенциалы точек в электрической цепи, построить потенциальные диаграммы по результатам опыта и расчета.

4.2 Программа работы

4.2.1 Собрать электрическую схему (рисунок 4.1). Установить на
мультиметрах необходимые пределы измерения и показать ее преподавателю.

4.2.2 Установить в цепь резисторы с заданными преподавателем сопротивлениями.

4.2.3 Включить автомат постоянного тока.

4.2.4 Измерить переносным вольтметром ЭДС источника питания, потенциалы точек А, Б, В, Г и напряжение U_БА.  Данные опыта занести в таблицу 4.1.

4.2.5 Определить потенциалы всех точек схемы расчетным путем и занести полученные данные в таблицу 4.1.

Рисунок 4.1

Таблица 4.1

4.3 Обработка результатов расчета

4.3.1 По полученным опытным и расчетным данным построить потенциальные диаграммы в одной системе координат и сравнить их.

4.3.2 По лабораторной работе сделать заключение относительно: 1) подтверждения расчетов опытным путем;

2) возможности графического определения значения напряжений с помощью потенциальной диаграммы;

3) причин неполного совпадения расчетных и опытных результатов.

4.3.3 Сделать выводы о проделанной работе.

4.4 Контрольные вопросы

4.4.1 Что такое потенциал электрического поля?

4.4.2 Как рассчитать потенциал точки электрического поля?

4.4.3 Как определить направление тока в неразветвленной цепи, имеющей несколько источников?

4.4.4 Как определить направление тока в резисторе, если известны потенциалы на его зажимах?

4.4.5 Может ли оказаться, что несколько точек электрической цепи имеют нулевой потенциал, если заземлена только одна точка?

4.4.6 Как опытным путем определить знак потенциала какой-либо точки электрической цепи?

4.4.7 Как строится потенциальная диаграмма?

5 ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ И ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ

РЕЗИСТОРОВ

5.1 Цель работы: проверка на опыте особенностей последовательного и параллельного соединения резисторов.

5.2 Программа работы
Опыт№1

5.2.1 Собрать электрическую схему (рисунок 5.1). Установить на
мультиметрах необходимые пределы измерения и показать ее преподавателю.

5.2.2 Установить в цепь резисторы с заданными преподавателем сопротивлениями.

5.2.3 Включить автомат постоянного тока.

5.2.4 Переносным вольтметром измерить напряжение на клеммах резисторов R1, R2, R3, а также измерить ток и входное напряжение цепи. Результаты записать в таблицу 5.1.

Рисунок 5.1

Таблица 5.1

Опыт №2

5.2.5 Собрать электрическую схему (рисунок 5.2). Установить на мультиметрах необходимые пределы измерения и показать ее преподавателю.

5.2.6 Установить в цепь резисторы с заданными преподавателем сопротивлениями.

5.2.7 Включить автомат постоянного тока.

5.2.8 Попеременно замыкая ключи в соответствующих ветвях измерить ток в резисторах R1, R2, R3, а также измерить общий ток и входное напряжение цепи. Результаты записать в таблицу 5.2.

Рисунок 5.2                                                                                                            

Таблица 5.2

     5.3 Обработка результатов расчета.

5.3.1 Для цепи с последовательным соединением резисторов рассчитать сопротивление и мощность каждого резистора, а также эквивалентное сопротивление и мощность всей цепи. Результаты расчетов занести в таблицу

5.3.2 Проверить свойства последовательной цепи.

5.3.3 Для цепи с параллельным соединением резисторов рассчитать сопротивление, проводимость и мощность каждого резистора, а также эквивалентное сопротивление, проводимость и мощность всей цепи. Результаты расчетов занести в таблицу

5.3.4 Проверить свойства параллельной цепи.

5.3.5 По лабораторной работе сделать выводы относительно:

1) распределения напряжения на резисторах при последовательном соединении;

2) распределения тока в ветвях схемы при параллельном соединении;

3) подтверждения первого и второго законов Кирхгофа;

5.3.6 Выводы записать в отчет.                    

5.4 Контрольные вопросы

5.4.1 Какое соединение резисторов называют последовательным и какое параллельным?

5.4.2 Как  определить общее сопротивление резистора при последовательном и при параллельном соединении?

5.4.3 Что на