Инженерно-производственный центр «Учебная техника»

Инженерно-производственный центр «Учебная техника»

Руководство по выполнению базовых экспериментов

Беглецов Н.Н., Красногорцев И.Л. Электротехнические материалы. Руководство по выполнению базовых экспериментов. ЭТМ.001 РБЭ (975) / под ред. П.Н. Сенигова. - Челябинск: ИПЦ «Учебная техника», 2009. - 65 с.

Представлены перечни используемой при выполнении базовых экспериментов аппаратуры, схемы электрические соединений, а также указания по проведению базовых экспериментов.

Руководство предназначено для использования при подготовке к проведению лабораторных работ в учреждениях начального, среднего и высшего профессионального образования.

1. Описание комплекта типового лабораторного оборудования «Электротехнические материалы». 5

1.3. Блок генераторов напряжений с наборным полем(БГННП) 7

1.7. Набор миниблоков «Электротехнические материалы». 15

2.1.Определение температурного коэффициента сопротивления. 20

2.2. Измерение сопротивлений и определение удельных сопротивлений проводников 28

3.1. Определение диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь изоляционных материалов. 33

3.2. Снятие поляризационной характеристики диэлектрика и её зависимости от температуры.. 39

4.1. Снятие петли гистерезиса ферромагнитного материала с помощью осциллографа и построение основной кривой намагничивания. 46

4.2. Снятие петли гистерезиса ферромагнитного материала с помощью осциллографа и определение точки Кюри. 54

4.3. Снятие начальной кривой намагничивания ферромагнитных материалов и определение магнитной проницаемости. 60

В настоящем руководстве описаны базовые эксперименты, выполняемые с использованием комплекта типового лабораторного оборудования «Электротехнические материалы».

Комплект предназначен для проведения лабораторных работ в учреждениях высшего и среднего профессионального образования.

Комплект может быть также использован на семинарах и курсах повышения квалификации электротехнического персонала предприятий и организаций.

Аппаратная часть комплекта выполнена по блочному (модульному) принципу и содержит:

· лабораторный стол с двухуровневой рамой для установки необходимых в экспериментах функциональных блоков и ящиком для хранения принадлежностей.

Питание комплекта осуществляется от однофазной электрической сети напряжением 220 В с нейтральным и защитным проводниками.

Потребляемая мощность ВА, не более…………………………... 100

Габариты (длина/ ширина / высота), мм………………………..910´320´820

Масса, кг, не более……………………………………………….. 20

Методическая часть комплекта включает настоящее руководство как материалы для подготовки к проведению лабораторных работ.

Описания экспериментов содержат перечень используемого оборудования, описание лабораторной установки, метода измерений и электрической схемы соединения, методические указания к проведению эксперимента.

1. Описание комплекта типового лабораторного оборудования «Электротехнические материалы»

-Блок генераторов напряжений с наборным полем

-Набор миниблоков «Электротехнические материалы

Общая компоновка типового лабораторного оборудования «Электротехнические материалы показаны на рис. 1.1.1.

Аппаратная часть комплекта выполнена по блочному (модульному) принципу и включает в себя лабораторный стол с выдвижным ящиком и одноуровневой рамой, в которую устанавливаются источник питания, измерительные приборы и функциональные блоки, спроектированные для выполнения различных учебных задач. Блоки легко переставляются в раме с целью получения оптимального их расположения в каждой лабораторной работе.

Рис. 1.1.1. Общая компоновка типового лабораторного оборудования

В настольной раме установлены следующие блоки:

1. однофазный источник питания; для присоединения всех блоков к сети ~220 В;

2. блок генераторов напряжений с наборным полем для питания отдельных блоков переменным и постоянным током пониженного напряжения и сборки электрических цепей;

3. электронагреватель для нагрева испытываемых образцов;

В выдвижных ящиках стола, а, при использовании в лабораторной работе непосредственно на столе, находятся:

5. набор миниблоков, содержащих испытываемые образцы и некотороые вспомогательные элементы;

6. мультиметр для измерения тока, напряжения, сопротивления и температуры;

10. блок конденсатора для изучения свойств диэлектриков;

11. соединительные провода, кабели, испытываемые образцы проводников и диэлектриков и другие аксессуары;

Однофазный источник питания служит для присоединения лабораторной установки к сети ~220 В.Источник питания имеет защиту от перегрузок и коротких замыканий, а также устройство защитного отключения. На лицевой панели нанесена электрическая мнемосхема соединений источника. На панели размещены: два однофазных автоматических выключателя и устройство защитного отключения, а также две розетки ~220 В. На кожухе с тыльной стороны расположены одна приборная однофазная вилка и три розетки.

Мультметр предназначен для измерения напряжений, токов, сопротивлений, температуры, а также для проверки диодов и транзисторов. Его общий вид представлен на рис. 1.5.1. Подробная техническая информация о мультиметрах и правила эксплуатации приводится в руководстве по эксплуатации изготовителя. Здесь приведём лишь основные сведения.

Для включения мультиметра необходимо нажать кнопку «ON/OFF», расположенную слева под индикатором.

В верхней части мультиметра расположено отсчетное устройство - цифровой индикатор. Ниже расположен механический переключатель режимов работы и пределов измерения приборов. Под переключателем расположены гнезда подключения проводников:

- гнездо «СОМ» - общее гнездо подключения прибора при любых измерениях. При измерении постоянного напряжения или тока гнездо соответствует «-» (минусу) прибора. При измерении сопротивления на гнездо «СОМ» подается «-» (минус) от внутреннего источника. Полярность внутренних источников необходимо учитывать, например, при проверке диодов;

- гнездо «VΩ» используется для подключения к прибору второго проводника на пределах измерения напряжения и сопротивления. При измерении постоянных напряжений и токов это гнездо соответствует «+» прибора. При измерении сопротивления это гнездо «+» внутреннего источника.

- гнездо «А» мультиметра MY60 предназначено для подключения цепи измерения тока на всех пределах измерения тока, кроме 10 А. Гнездо соответствует «+» прибора.

- гнездо «10 А» предназначено для подключения цепи измерения тока на пределе 10 А. Гнездо соответствует «+» прибора.

При измерении постоянного напряжения показания прибора положительны, если напряжение направлено от гнезда «V» (т. е. «+») к гнезду «СОМ» (т. е. «-»). Аналогично, ток считается положительным, если он протекает через прибор в направлении от гнезда «+» (т.е. «mA», «А» или «10А») к гнезду «-» («СОМ»).

Пара гнёзд TEMP предназначена для подключения термопары, входящей в комплект прибора или специального кабеля, соединения этих гнёзд с термопарой, смонтированной внутри миниблока (о миниблоках см. жальше).

1. В исходном состоянии прибор отключен от измеряемой цепи.

2. Установить переключателем род измеряемой величины и требуемый предел измерения. Если величина измеряемого напряжения или тока не известна заранее, необходимо установить наибольший предел измерения соответствующей величины, исключающий выход прибора из строя при подаче питания на испытываемую цепь. Подавать напряжение (ток) на входы мультиметров, можно, только если их переключатели установлены в положения измерения напряжения или тока.

3. Подключить прибор к обесточенной испытываемой цепи. Включить источники питания мультиметра и испытываемой цепи и выполнить измерения.

Допускается переход на меньший предел измерения измеряемой величины: переключатель пределов переводиться в соседнее с исходным положение.

Недопустимо при переключении предела, даже кратковременно, устанавливать переключатель в положения, соответствующие иным измеряемым величинам.

5. Для переключения прибора к другому участку испытываемой цепи, необходимо отключить питание цепи, изменить подключение мультиметра, установить предел измерения, и вновь подать питание на испытываемую цепь.

6. При измерении параметров элементов электрических цепей: диодов, резисторов, конденсаторов недопустимо подавать на вход прибора напряжение от внешних источников (недопустимо измерять параметры элементов в цепи. находящейся под напряжением). Конденсатор перед измерением емкости необходимо разрядить, замкнув накоротко его выводы.

Для обеспечения надёжной длительной работы мультиметра соблюдайте следующие правила:

· Когда порядок измеряемой величины неизвестен, устанавливайте переключатель пределов измерения на наибольшую величину.

Блок электронагревателя (рис. 1.6.1) используется для определения температурного коэффициента сопротивления различных материалов. Блок позволяет задать и автоматически поддерживать температуру нагревателя. В блоке установлен маломощный источник +5 В, используемый как дополнительный источник питания в некоторых экспериментах.

Слева от индикаторов 3 и 4 (рис. 1.6.1) на лицевой панели регулятора температуры установлены 4 светодиода

AL – индикатор превышения предельных значений (не используется).

RS – индикатор режима автоматического регулирования. Должен быть включен для нормальной работы блока в режиме автоматического регулирования. При выключении автоматического регулирования (см. ниже) прибор работает только как индикатор температуры нагревателя.

1. Нажать одну из кнопок управления 5 или 6 регулятора температуры 2 (рис. 1.6.1).

Начинает мигать индикатор заданного значения температуры нагревателя
(SV, зеленый индикатор 4).

2. Для изменения заданного значения температуры повторно нажать кнопки 5 (уменьшение) или 6 (увеличение температуры). Удержание кнопки в течение некоторого времени включает режим автоматического ускоренного изменения значения. В процессе установки индикатор продолжает мигать.

3. После установки требуемого значения температуры необходимо однократно нажать кнопку 7 (рис. 1.6.1). Мигание индикатора 4 прекращается. Температура задана.

При выполнении экспериментов рекомендуется начинать с низких значений температуры (на 5…10° выше комнатной) и постепенно повышать её величину до 100° С, т. к. остывание электронагревателя происходит гораздо медленнее его нагрева.

Рис. 1.6.1. Лицевая панель блока электронагревателя (394.2).

1 – отверстие нагревателя; 2 – измеритель-регулятор температуры; 3 – индикатор текущего значения температуры нагревателя (PV); 4 – индикатор заданного значения температуры нагревателя (SV); 5,6,7 – кнопки управления регулятором температуры; 8 – выключатель питания; 9 – гнезда источника питания +5 В.

В данный комплект типового лабораторного оборудования входит ноутбук общего применения. В описанных в Руководстве экспериментах ноутбук совместно с USB приставкой используется в качестве осциллографа, хотя не исключены и другие его применения. Придерживайтесь следующего порядка его использования при выполнении экспериментов.

Подключите сетевой блок питания к компьютеру (ноутбуку) и к одной из розеток на лицевой панели блока 218.

Включите выключатели на лицевой панели блока питания 218.

Включите компьютер, дождитесь загрузки Windows, запустите программы, необходимые для выполнения экспериментов. В конкретной лаборатории может быть установлен и иной порядок загрузки Windows (с вводом паролей и т. п.).

По окончании работы закройте все запущенные программы и выключите компьютер, например, следующей последовательностью нажатия кнопок и выбора пунктов меню: «ПУСК» → «Завершение работы» → «Завершение работы» → «ОК». Возможна и несколько иная последовательность в зависимости от настройки компьютера и установленной версии Windows.

При достаточном заряде возможно питание ноутбука и от встроенной батареи, но необходимо помнить, что даже при полностью заряженной батарее, время автономной работы большинства ноутбуков не превышает 1,5…2 часов.

Перед первым использованием осциллографа необходимо установить на компьютер его драйвер и программное обеспечение. Установка программного обеспечения осциллографа и драйвера устройства подробно описана в «Руководстве по эксплуатации цифрового USB осциллографа DSO -2090» (файл DSO2090-manual.pdf на диске с программным обеспечением типового комплекта оборудования). При установке программы и драйверов на ноутбук без привода компакт дисков необходимо содержимое компакт диска из комплекта осциллографа перенести на жесткий диск ноутбука, например, использовать компьютер с приводом компакт дисков и накопитель USB flash.

Порядок работы с осциллографом при выполнении базовых экспериментов

1. Ознакомьтесь и строго следуйте рекомендациям по безопасному использованию осциллографа, изложенным в «Руководстве по эксплуатации цифрового USB осциллографа DSO -2090» (файл DSO2090-manual.pdf на диске с программным обеспечением типового комплекта оборудования).

2. Подключение осциллографа и запуск программного обеспечения.

- блок осциллографа отключен от испытываемых установок – на входах осциллографа CH1 и CH2 нет напряжения;

- кабель USB подключен к осциллографу и к компьютеру (ноутбуку). При подключении к работающему компьютеру кабель USB подключите сначала к осциллографу, а затем – к компьютеру;

- запустите программу осциллографа двойным щелчком левой кнопки мыши на значке «DSO -2090 USB» на рабочем столе Windows

или выберите пункт меню «ПУСК» → «Все программы» → «DSO -2090 USB» → «DSO -2090 USB» (для Windows XP).

Подробно работа программы описана в «Руководстве по эксплуатации цифрового USB осциллографа DSO -2090».

- убедиться, что отключены источники питания всех блоков испытываемой цепи. Допустимость подачи напряжения на некоторые блоки может быть указана в руководстве по выполнению экспериментов.

- подключите щупы осциллографа к исследуемой цепи строго в соответствии с указаниями руководства по выполнению эксперимента. При использовании щупов с делителями напряжения установите переключатель делителя напряжения (х1-х10) в соответствии с требованиями руководства. Превышение допустимого напряжения на входе может вывести осциллограф (и компьютер) из строя.

- после проверки правильности сборки испытываемой цепи и подключения осциллографа включите питание экспериментальной установки и выполните необходимые измерения.

- по окончании эксперимента отключите питание испытываемой цепи и компьютера.

1. Нажать одну из кнопок управления 5 или 6 регулятора температуры 2 (рис. 2.1.1).

Начинает мигать индикатор заданного значения температуры нагревателя
(SV, зеленый индикатор 4).

3. После установки требуемого значения температуры необходимо однократно нажать кнопку 7 (рис. 2.1.1). Мигание индикатора 4 прекращается. Температура задана.

Инженерно-производственный центр «Учебная техника»

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: