ВВЕДЕНИЕ.
Методические указания составлены в соответствии с программой «Теоретические основы электротехники» для студентов электротехнических специальностей.
В настоящие методические указания включены описания лабораторных работ по первой части курса ТОЭ, поставленные с применением разработанного на кафедре электротехники ВоГТУ универсального лабораторного стенда.
Описания лабораторных работ содержат цель работы, описание лабораторной установки, порядок выполнения работы и содержание отчета.
Ограниченный объем указаний не позволяет приводить теоретическую часть работы, поэтому приводятся только основные положения, а детальное изучение материала предлагается студентам выполнить в процессе самостоятельной подготовки по литературе, приведенной в конце каждой работы.
Все студенты выполняют лабораторные работы по фронтальному методу, после рассмотрения теоретической части в лекционном курсе и на практических занятиях.
Очередность выполнения работ соответствует порядковым номерам данных указаний.
Каждая работа рассчитана на 4 часа работы в лаборатории.
Правила оформления лабораторных работ приведены на отдельном стенде в лаборатории.
Указания по технике безопасности.
В лаборатории Теоретических основ электротехники питание стендов осуществляется при напряжении источников до 220 В.
ПОМНИТЕ! — ЭТИ НАПРЯЖЕНИЯ ОПАСНЫДЛЯ ЖИЗНИ ПРИ НЕОСТОРОЖНОМ И НЕКВАЛИФИЦИРОВАННОМ ОБРАЩЕНИИ СО СХЕМОЙ.
Основные правила безопасности
При работе с приборами стенда.
1. При включении приборов в состав лабораторного стенда для выравнивания по-
тенциалов корпусов, соединенные с корпусом клеммы всех приборов должны
|
|
быть соединены между собой и зануленным зажимом питающей части.
2. Осциллограф СI-72 содержит источники высокого напряжения плюс 3000 В, минус 750 В, 220 В, поэтому категорически запрещается работа с прибором, если на нем нет защитных крышек.
3. При включении генератора ГЗ-102 в сеть необходимо соединить зажим защитного заземления генератора с зануленным зажимом питающей сети.
4. Запрещается измерять прибором В3-38 напряжение сети.
При выполнении экспериментальной части лабораторных работ следует выполнять следующие правила:
1. Сборку схем производить при отключенном источнике питания.
2. Подавать напряжение на схему разрешается только после и кратковременного пробного включения преподавателем.
3. При проведении работы недопустимы касания руками неизолированных токоведущих частей установки.
4. Все изменения в схеме должны производиться только при отключенных источниках питания.
5. При возникновении каких-либо ненормальных режимов работы цепи (нагрев, запах горелой изоляции, дым, искры и т.п.) следует НЕМЕДЛЕННО отключить цепь от источника питания и сообщить об этом преподавателю.
ПОМНИТЕ! - ПОСЛЕ ОТКЛЮЧЕНИЯ СХЕМ ОТ ИСТОЧНИКА
ПИТАНИЯ НЕОБХОДИМО РАЗРЯДИТЬ ВСЕ КОНДЕНСАТОРЫВ ЦЕПИ, В ПРОТИВНОМ СЛУЧАЕ ВОЗМОЖЕН РАЗРЯД КОНДЕНСАТОРА НА ТЕЛО ЧЕЛОВЕКА, ЧТО ГРОЗИТ ОПАСНОСТЬЮ.
6. Особую осторожность следует соблюдать при работе с резонансными цепями, содержащими реактивные катушки и конденсаторы, так как при этом на отдельных участках цепи могут значительно превышать напряжение источника.
|
|
7. Нельзя оставлять без присмотра находящуюся под напряжением установку.
8. По окончании работы установка должна быть отключена от источника питания.
Погрешности измерений и обработка
Результатов измерений.
Одной из задач учебно-исследовательской работы в лаборатории является
оценка погрешности, имевшей место при измерении какой-либо величины.
Погрешности измерений подразделяются на 3 группы:
· грубые погрешности - результат невнимательности или недостаточной квалифицированности исследователя. Результаты измерений с грубой погрешностью, как правило, исключаются из данных наблюдений;
· систематические погрешности - погрешности, величина и знак которых либо известен, либо может быть определен. К ним относятся погрешности измерительных приборов, метода измерения, влияния внешних факторов, субъективные;
· случайные погрешности - погрешности, величина и знак которых при данном измерении не могут быть предсказаны.
Измерение и расчет погрешностей измерения.
Результат измерения состоит из оценки измеряемой величины (ее действительного значения) и погрешности измерения, характеризующей точность измерения.
Метрологическая карта средств измерения к универсальному лабораторному стенду ТОЭ
Таблица 1
| наименование прибора. | Пределы измерения | Диапазон показаний шкалы прибора. | Цена деления шкалы прибора. | Чувствительность прибора. | Класс точности. | Погрешность измерения приведен. |
| Милливольтметр В7-38 | 0,1 - 300 В синусоидального напряжения "-----" | 1;3;10;30; 100;300 мВ 1;3;10;30; 100;300 В | 0,01 мВ/дел. 0,01 В/дел. | 100 дел/мВ 100 дел/В | 2,5 | ± 2,5% ± 4% |
| Осциллограф С1-72 | Напряжение от 40 мВ до 60 В Время от 0,2 мкс до 500 мс | 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 2; 5; 10 В/дел. От 0,05 мкс/дел. До 50 мс/дел. | 0,02 В/дел. 0,05 мкс/дел. 10 мс/дел. | 50 дел/В 50 дел/мкс 0,1 дел/мс | - - - | ± 10% ± 10% ± 10% |
| Генератор Г3-102 | От 20 Гц до 200 кГц | 20-200 Гц 200-2000 Гц | 0,5 Гц/дел. | 2 дел./Гц | - | ± (1+50/f)% |
|
|
Прежде чем приступить к измерению, нужно отнести его к определенному виду точности. Точность измерения должна быть соотнесена с его задачей.
В случае применения простых измерительных устройств в лабораторной практике случайные погрешности значительно меньше систематических, и случайными погрешностями можно пренебречь.
При проведении лабораторных работ в курсе ТОЭ большинство измерений относятся к техническим измерениям, которые выполняют однократно, и их погрешность определяется погрешностью измерительного прибора. В таком случае показание прибора принимают за результат измерения с максимальной абсолютной погрешностью, определяемой классом точности прибора.
1. Расчет погрешности результата прямого
Измерения.
В практике расчетов наиболее целесообразна форма предъявления результа-
та измерения в виде наибольшей относительной погрешности.
1.1. Определение наибольшей относительной погрешности по классу точности прибора производится по формуле:
dMAX= 
1.2. Определение наибольшей относительной погрешности по приведенной погрешности прибора производится по формуле:
dMAX= 
ÞСледует выбирать прибор с таким пределом измерения, чтобы ожидаемые показатели были в нижней трети шкалы.
2. Расчет погрешности результата косвенного измерения.
При косвенных измерениях измеряемая величина косвенно связана с другими величинами x, y; например
А=f(x, y),
где x, y - результаты прямых измерений.
2.1. Определение наибольшей относительной погрешности измерения А, являющейся функцией измеренного значения x, производится по формуле
dА= 
2.2. Определение наибольшей относительной погрешности измерения А, являющейся функцией измеренных значений х и у, производится по формулам:
А=х·у; dА= dХ+dУ,
А=х/y; dА= dХ-dУ,
А=х+у; dА= 
А=х-у; dА= 
Метрологическая карта средств измерения, имеющихся на универсальном лабораторном стенде ТОЭ, представлена в виде таблицы 1, в которой приведены все необходимые сведения о приборах для расчета погрешностей результатов измер Лабораторная работа №1.