Сторожилова Галина Іванівна Захарченко Сергій Миколайович Петрученко Олег Васильович Відповідальній редактор А. О. Баран, к т. н., доц. Рецензент М. Г. Анпілогов, к т. н., доц. Загальні методичні вказівки

ОСНОВНІ ПРАВИЛА ТЕХНІКИ БЕЗПЕКИ

2. Електричне коло дозволяється складати лише за умов відсутності напруги на вихідних затискачах джерел живлення, що забезпечуються відповідним положенням вимикачів активних блоків навчально-дослідних лабораторних стендів та загальним вимикачем розподільчого щита лабо-раторії. Це правило стосується і випадків, коли під час дослідів виникає потреба будь-яких змін в електричному колі, що досліджується (закріпити провідник, замінити вимірювальний прилад, підключити додаткове джере-ло живлення чи змінити характер навантаження і т.ін.).

3. Одержавши дозвіл керівника занять, увімкнення та вимкнення електричного кола слід виконувати однією рукою. Друга рука при цьому не повинна торкатись ні до яких елементів електричного кола. Бажано, щоб обличчя особи, що виконує комутаційні операції, знаходилось якомога далі від комутаційної апаратури.

4. До лабораторних занять не допускаються студенти з прикрасами, що вміщують металеві ланцюжки, оскільки в разі провисання ланцюжка над лабораторним столом він може доторкнутись до металевих частин електричного кола, які знаходяться під напругою, а це може призвести до ураження електричним струмом.

5. Доки електричне коло знаходиться під напругою, забороняється торкатись до його струмопровідних частин.

6. Студентам забороняється виконувати будь-які операції з облад-нанням розподільчого щита лабораторії.

7. Після закінчення роботи і вимикання електричного кола слід обо-в’язково розрядити конденсатори, що використовувались під час експе-риментальних досліджень. Ця операція виконується за допомогою провід-ника, яким торкаються до обох затискачів конденсатора. Звичайно, при цьому провідник тримають за ізольовану частину.

РОБОЧЕ МІСЦЕ СТУДЕНТСЬКОЇ БРИГАДИ

НДЛС вміщує три активних блоки - джерела енергії, три пасивних блоки, що складаються з регульованих та нерегульованих пасивних елементів (блок активних опорів, блок індуктивностей, блок ємностей) і складальне поле.

Блок постійної напруги вміщує: регульоване джерело постійної стабілізованої напруги (межа регулювання – від 2 до 30 В; нерегульоване джерело постійної напруги 20 В; керований електронний ключ, що використовується для моделювання перехідних процесів.

Джерела живлення мають швидкодіючу електронну систему захисту від перевантаження. Струм спрацьовування захисту – 1 А.

Блок змінної напруги являє собою джерело однофазної змінної напруги регульованої частоти від 0.5 до 98 кГц гармонічної, прямокутної і трикутної форми. Напруга регулюється від 5 до 20 В.

Регульований блок трифазної напруги має промислову частоту 50 Гц. Величина напруги регулюється ступінчасто від 0 до 40 В. Фази джерел електрично не з'єднані між собою.

Блок активних опорів складається з трьох нерегульованих резисто-рів: R₁ = 100 Ом, R₂ = 200 Ом, R₃ = 400 Ом і магазина опору R₄ = 1 - 999 Ом з ступінчастим регулюванням (мінімальний крок – 1 Ом). Гранична потуж-ність - 5 Вт.

Блок індуктивностей складається з трьох нерегульованих індуктив-них котушок: L₁ = 1 Гн, L₂=1.5 Гн, L₃=2 Гн (котушки L₁ і L₂ мають взаємоіндуктивний зв'язок) і магазина індуктивностей L₄, індуктивність якого регулюється від 0.1 до 99.9 мГн ступінчасто (мінімальний крок - 0.2 мГн). Граничний струм - 0.2 А.

Блок ємностей складається з трьох нерегульованих конденса­торів: С₁ = 5 мкФ, С₂=10 мкФ, С₃= 20 мкФ і магазина ємностей С₄=0.01–9.99 мкФ (регулювання ступінчасте з мінімальним кроком 0.01 мкФ). Гранична напруга - 160 В.

Складальне поле являє собою панель з 67 парами відповідним чином з'єднаних між собою гнізд, призначених для закріплення і підключення елементів електричних кіл, що складаються студентами з метою подаль-шого дослідження. Схема з'єднання гнізд зображена на лицьовій панелі. Набірні елементи електричних кіл розташовані в прозорих пластмасових коробках з двома штирьовими затискачами.

Складання електричного кола виконується з допомогою з'єднуваль-них провідників.

УМОВИ ЕКСПЛУАТАЦІЇ СТЕНДІВ

Вимірювальні прилади, розташовані на лицьовій панелі блока сталої напруги, контролюють напругу і струм джерела. Величина напруги регу-люється ручкою "НАПРЯЖЕНИЕ".

Нерегульоване джерело напруги підключене до розетки "20 В".

Блок змінної напруги також забезпечений вимірювальними прила-дами. Форма й рівень вихідної напруги контролюються відповідними при-строями керування (перемикачами "ФОРМА", "ЧАСТОТА ГРУБО", руч-ками "ЧАСТОТА ПЛАВНО" та "УРОВЕНЬ"). В разі перевантажень в блоках спрацьовує захист, про що сповіщає покажчик "ЗАЩИТА". Після усунення причини спрацьовування захисту, необхідно надавити на кнопку "ЗАЩИТА". При цьому коло захисту розмикається, і якщо покажчик потухає, це свідчить про готовність джерела живлення до подальшої роботи. В блоці трифазної напруги, окрім загального тумблера "СЕТЬ", є тумблери для підключення кожної фази окремо.

Прилади, розташовані на лицьових панелях активних блоків, приз-начені лише для контролю вихідних струмів і напруг. Для дослідницьких цілей використовуються прилади більш високого класу точності, якими НДЛС оснащується додатково, в залежності від робочого завдання.

Живлення цих приладів здійснюється від мережі з напругою 220 В, що додатково підкреслює необхідність дотримання всіх заходів техніки безпеки.

Осцилограф С1-83 використовується для дослідження форми кри-вих напруг в діапазоні амплітуд від 400 мкВ до 200 В в часовій межі від 400 нс до 20 с.

Для дослідження форми напруги сигнал подають через одне з гнізд " 1м 35 рF" чи одночасно через два гнізда тракту вертикального відхилення луча.

За допомогою вхідних атенюаторів "V/дел" та "Плавно" регулюють амплітуди сигналів так, щоб вони були зручними для спостереження. Ручка " - " використовується для вертикального зміщення луча.

Якщо спостерігається сигнал, що подається на вхід тільки першого каналу, слід натиснути клавішу "І", тільки другого каналу - клавішу "II". Для одночасного спостереження двох сигналів, натискається клавіша " " .

Синхронізацію розгортки здійснює або сам досліджуваний сигнал, або напруга зовнішнього джерела. Для цього відповідно натискається клавіша "Внутр І", "Внутр І,II" або "Внешн". Амплітуда синхронізуючого сигналу регулюється ручкою "Уровень".

Частота розгортки встановлюється перемикачем "Время/дел." та ручкою "Плавно", що дозволяє встановити на екрані ЕЛТ необхідну кіль-кість періодів досліджуваного сигналу.

Осцилограф включиться, якщо ручку "Питание" відтягти на себе вздовж осі до упору.

Якщо досліджується форма струму будь-якої вітки, в неї включа-ють досить малий активний опір (шунт, R_ш = 1 - 2 Ом), який не впливає на режим роботи електричного кола. Оскільки відомо, що на активному опорі струм та напруга мають однакову форму, за формою спаду напруги на шунті роблять висновки про форму струму в досліджуваній вітці електричного кола.

Користуючись осцилографом, можна вимірювати кути зсуву фази між струмом та напругою. Для цього обидва входи підключаються до досліджуваного кола. Потім:

а) перемикачі ", , ~" обох каналів встановлюються в положення “”

б) перемикач режиму роботи подільника встановлюється в по­ложення " ";

в) перемикач синхронізації встановлюється в положення "Внутр.І" ;

г) перемикач полярності “⊓”, “⊔” обох каналів встановлюються в положення "⊓";

д) напруга ділянки електричного кола подається на вхід каналу 1, а спад напруги з шунта, підключеного послідовно до цієї ділянки, на вхід каналу П;

є) користуючись ручками " - " обох каналів, сигнали перемішують таким чином, щоб горизонтальна лінія ЕЛТ була для них віссю;

ж) перемикачі " ~, , ~ " обох каналів встановлюються в положення " ~ ";

з) ручками "Уровень" та "Время/дел." встановлюється стійке зображення одного періоду досліджуваного сигналу на екрані ЕЛТ;

і) вимірюється період синусоїдного сигналу I₁ та зсув за фазою між сигналами I₂ в поділках шкали, після чого розраховується кут зсуву:



Примітка. Якщо встановити період сигналу I₁ = 90 мм, а І₂ вимірю-вати також в міліметрах, то кут зсуву за фазою буде розраховуватись за формулою  = I₂  4^o.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2-1

ПОСЛІДОВНЕ, ПАРАЛЕЛЬНЕ ТА МІШАНЕ СПОЛУЧЕННЯ