Содержание
| Предисловие……………………………………………………………………… | |
| Общие методические указания…………………………………………………. | |
| Учебная литература……………………………………………………………… | |
| Составление рабочей тетради-отчета……………………………....................... | |
| Правила безопасности…………………………………………………………… | |
| Лабораторная работа №1. Измерение потери напряжения в проводах……... | |
| Лабораторная работа № 2. Смешанное соединение сопротивлений………… | |
| Лабораторная работа № 3. Неразветвленная цепь переменного тока……….. | |
| Лабораторная работа № 4. Параллельное соединение катушки и батареи конденсатора. Увеличение коэффициента мощности………………………… | |
| Лабораторная работа № 5. Проверка амперметра и вольтметра в цепи переменного тока. Определение погрешностей…………………………….... | |
| Лабораторная работа № 6. Исследование работы трехфазной цепи при соединении потребителей энергии звездой…………………………………… | |
| Лабораторная работа № 7. Исследование работы трехфазной цепи при соединении потребителей энергии треугольником…………………………... | |
| Лабораторная работа № 8. Испытание однофазного трансформатора………. | |
| Лабораторная работа № 9. Исследование работы 3-х фазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором……………………………………… | |
| Лабораторная работа № 10.Исследование двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением…………………………………………………… | |
Предисловие
Данное пособие составлено в целях оптимизации комплексного учебно-методического обеспечения образовательного процесса ФГОС-3 и качественного усвоения основной профессиональной образовательной программы (ОПОП), оказать помощь студентам в подготовке и выполнении лабораторных работ, а также облегчить работу преподавателя по организации и проведении лабораторных занятий.
В учебные планы большинства неэлектротехнических специальностей образовательных учебных заведений входит дисциплина «Электротехника и электроника».
Необходимость этой дисциплины обусловлена тем, что во многих производствах из всех видов энергии наиболее широко применяется электрическая энергия и специалист – техник любого неэлектротехнического профиля в своей практической работе встречается с технологическим, силовым и осветительным электрооборудованием, электрическими, электронными приборами и устройствами для контроля, автоматизации технологических комплексов. Высокая техническая эрудиция техников не может быть достигнута при отсутствии достаточных компетенций в области общепрофессиональных дисциплин, среди которых значительное место занимает «Электротехника и электроника».
Программа учебной общепрофессиональной дисциплины ОП.03 «Электротехника и электроника» является частью основной профессиональной образовательной программы профессионального цикла П.00. в соответствии с ФГОС СПО по направлению 280703.51 Пожарная безопасность, 280707.51 Защита в чрезвычайных ситуациях по программе базовой подготовки.
В результате освоения дисциплины обучающийся должен уметь:
-использовать основные законы и принципы теоретической электротехники и электронной техники в профессиональной деятельности;
-читать принципиальные, электрические и монтажные схемы;
-рассчитывать параметры электрических, магнитных цепей;
-пользоваться электроизмерительными приборами и приспособлениями;
В результате освоения дисциплины обучающийся должен знать:
-способы получения, передачи и использования электрической энергии;
-электротехническую терминологию;
-основные законы электротехники;
-характеристики и параметры электрических и магнитных полей;
-свойства проводников, полупроводников, электроизоляционных, магнитных материалов;
-методы расчета и измерения основных параметров электрических, магнитных цепей;
-принципы действия, устройство, основные характеристики электротехнических и электронных устройств и приборов;
-принципы выбора электрических и электронных устройств и приборов;
-правила эксплуатации электрооборудования
В результате должны быть сформированы компетенции:
- общие ОК 1 – 10;
- профессиональные (ПК 1.1 – 1.4; ПК 2.1 – 2.4; ПК 3.1 – 3.3).
ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.
ОК 2. Организовывать собственную деятельность, определять способы, контролировать и оценивать решение профессиональных задач.
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 6. Работать в коллективе и команде, обеспечивать ее сплочение, эффективно общаться с коллегами, руководством, людьми, находящимися в зонах пожара.
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 смене технологий в профессиональной деятельности.
ОК 10. Исполнять воинскую обязанность, в том числе с применением полученных профессиональных знаний (для юношей).
ПК 1.1. Организовывать несение службы и выезд по тревоге дежурного караула пожарной части.
ПК 1.2. Изучать пожары и разрабатывать документы предварительного планирования действий пожарных подразделений.
ПК 1.3. Проводить подготовку личного состава к действиям по тушению пожаров.
ПК 1.4. Организовывать действия по тушению пожаров.
ПК 2.1. Осуществлять проверки противопожарного состояния промышленных, сельскохозяйственных объектов, зданий и сооружений различного назначения.
ПК 2.2. Разрабатывать мероприятия, обеспечивающие пожарную безопасность зданий, сооружений, технологических установок и производств.
ПК 2.3. Проводить правоприменительную деятельность по делам о пожарах, нарушениях и по пресечению нарушений требований пожарной безопасности при эксплуатации объектов, зданий и сооружений.
ПК 2.4. Организовывать делопроизводство при осуществлении государственного пожарного надзора.
ПК 3.1. Организовывать регламентное обслуживание пожарно-технического вооружения, аварийно-спасательного оборудования и техники.
ПК 3.2. Организовывать ремонт технических средств.
ПК 3.3. Организовывать консервацию и хранение технических и автотранспортных средств.
Для закрепления теоретических знаний основ курса и установлению связи между теорией и практикойпредусмотрено проведение лабораторных, практических занятий. Лабораторные занятия являются одним из основныхэлементов учебного процесса.
В учебных лабораториях студенты получают навыки научныхисследований в постановке эксперимента, в примененииизмерительной техники. Лабораторные занятия прививаютумения самостоятельной работы, способствуют формированиюматериалистического мировоззрения и имеют какпознавательное, так и воспитательное значение.
Пособие содержит описание правил выполнения лабораторных работ, сведения по технике безопасности, а также даны методические указания по составлению отчетов.
Предполагается, что на первом занятии в лаборатории проводится вводная беседа по технике безопасности и повторный инструктаж перед выполнением каждой лабораторной работы, после которых студенты должны расписаться в специальном журнале по ТБ. Без этого студенты кзанятиям не допускаются.
Общие методические указания
Изучение курса электротехники и электроники предполагает обязательное выполнение лабораторного практикума в объеме часов, предусмотренных учебным планом подготовки дипломированного специалиста среднего профессионального образования 280707.51 Защита в чрезвычайных ситуациях, 280703.51 Пожарная безопасностьпо программе базовой подготовки.
При проведении лабораторных занятий учебная группа делится на подгруппы численностью не менее 8 человек, лабораторные работы выполняются бригадами по два-четыре студента строго в соответствии с графиком, который утвержден преподавателем и вывешивается в лаборатории.
Содержание лабораторного практикума зависит не только от количества часов по учебному плану, но и от площади помещений, технического оснащения, наличия мастерских, учебно-вспомогательного персонала, умеющего обслуживать и изготовлять учебное оборудование.
Настоящее пособие содержит 10 лабораторных работ по электротехнике и 5 лабораторные работы по электронике. Каждая лабораторная работа рассчитана на два академических часа. На лабораторных занятиях в роли практики выступает эксперимент, а успешно выполнить задания, предусмотренные программой каждой лабораторной работы, уметь сделать обобщающие выводы на основании данных проведенного эксперимента, необходима тщательная предварительная подготовка к выполнению каждой лабораторной работы. Овладев теоретическими знаниями, осмыслив его, уяснив цель и, сущность, основное содержание и ожидаемые результаты предстоящей работы, а также заранее познакомившись с принципом действия и правилами эксплуатации приборов, с которыми придется работать, можно приступить к занятиям в лаборатории. Электрические цепи вычерчиваются в условных обозначениях, соответствующим ГОСТам. Нельзя оставлять ничего непонятным при изучении дисциплины; если самому преодолеть затруднение не удается, необходимо обратиться к преподавателю.
Большинство лабораторных работ по электротехнике и электронике поставлены на специальных лабораторных стендах, разработанных ВСНПО «Союзучприбор».
Придя в лабораторию на очередное занятие выполнения лабораторных работ, студент обязан иметь рабочую тетрадь – отчет с оформленной выполненной работой.Еще до начала лабораторных работ надо познакомиться с правилами выполнения лабораторной работы, методикой оценки погрешностей, способами приближенных вычислений, приёмами построения графиков и векторных диаграмм.
Каждый студент обязан усвоить правила техники безопасности, уметь оказать первую помощь при поражении электрическим током и механических травмах.
Очередность выполнения лабораторных работ определяется графиком занятий, вывешенным в лаборатории. Уход студентов с занятия допускается только поразрешению руководителя.Студенты должны соблюдать правила внутреннегораспорядка лаборатории. Студентам, не занятым налабораторных занятиях, пребывание в данной лаборатории неразрешается.Получив описание лабораторной работы, следует его прочесть, чтобы не только уяснить сущность домашнего задания по подготовке к её выполнению, но и усвоить программу эксперимента, подготовиться к допуску перед работой. Опрос студента длится примерно две-три минуты, и тот, кто за это время не сумеет правильно ответить на поставленные преподавателем вопросы, к выполнению экспериментальной части не допускается.
1. Осмотрите лабораторный стенд, с которым придется работать. Выберите на нем предлагаемую лабораторную работу. Если лабораторная работа выполняется не на стенде, то осмотрите приборы и оборудование, которое вам предложено всоответствие их данной схеме. Реостаты, измерительные приборы, нестандартное оборудование подбирайте, руководствуясь номинальными данными основного оборудования по допустимой величине тока и величине сопротивления. Сопротивление реостата (с плавным регулированием) должно быть больше общего сопротивления исследуемой цепи, чтобы обеспечить регулирование силы тока в достаточно широких пределах.
При выборе стрелочных вольтметров и амперметров следует помнить, что в процессе измерения стрелка должна находиться в средней области шкалы и сопротивление вольтметра должно быть во много раз больше сопротивления того участка, на зажимах которого измеряют напряжение, а сопротивление амперметра должно быть во много раз меньше сопротивления цепи, в которую он включен, иначе возможны значительные погрешности измерений.
В последнее время все чаще и удобнее использование цифровых измерительных многофункциональных приборов ЩМ120, предназначенных для измерения отображения и преобразование в цифровой код параметров 3-х или 4-х проводных трехфазных сетей переменного тока с симметричной и несимметричной нагрузкой частотой 45-55Гц.
Используются в сетях сбора данных для передачи результата измерения системам верхнего уровня или в качестве универсального измерительного прибора, взамен разных электроизмерительных приборов: амперметров, вольтметров, ваттметров, варметров, частотомеров.
В приборах предусмотрена возможность:
- перепрограммирования диапазонов измерений;
- задание уставокmin и max в пределах диапазона измерения;
- регулирование яркости индикации;
| Рис.1.Цифровоймультиметр |
Невозможно представить работу лаборатории электротехники и электроники без удобного недорогого цифрового мультиметра (рис.1).
В настоящее время используется огромное разнообразие цифровых измерительных приборов различной степени сложности, надежности и качества. Основой всех современных цифровых мультиметров является интегральный аналого-цифровой преобразователь напряжения (АЦП). Одним из первых таких АЦП, пригодных для построения недорогих портативных измерительных приборов, является преобразователь на микросхеме ICL71O6, выпущенной фирмой MAXIM. В результате используются несколько удачных моделей цифровых мультиметров830-й серии, таких как М830В, М830, М832, М838. Вместо буквы М может стоять DT. В настоящее время эта серия приборов является самой распространенной и самой повторяемой в мире. Ее базовые возможности: измерение постоянных и переменных напряжений до 1000 В (входное сопротивление 1 МОм), измерение постоянных токов до 10 А, измерение сопротивлений до 2 МОм, тестирование диодов и транзисторов. Кроме того, в некоторых моделях есть режим звуковой прозвонки соединений, измерения температуры с термопарой и без термопары, генерации меандра частотой 50...60 Гц или 1 кГц.
2. Запишите номинальные данные машин, трансформаторов, выпрямителей и т.д.
3. Соберите цепь, не подключая её к источнику питания. Рекомендуется сначала выполнить сборку последовательной части цепи, а затем параллельной; сборку схемы следует начинать от одного зажима источника питания и, пройдя по схеме последовательную цепь закончить её на другом зажиме.
4. Движки регулирующих реостатов поставьте в положение, соответствующее наибольшим сопротивлениям.
5. Источник питания включите только после проверки руководителем собранной цепи. Всякие пересоединения в схеме должны производиться при отключенных источниках питания.
6. Обнаружив неисправный прибор или аппарат, сообщите об этом руководителю занятий.
7. После сборки цепи члены бригады, не собиравшие ее, проводят проверку в указанном выше порядке. При выполнении последующих работ электрические цепи поочередно собирают другие члены бригады.
8. Не переносите приборы или стенд с одного рабочего места на другое без разрешения руководителя.
9. Не уходите с рабочего места, не отключив цепь от источника питания.
10. При любой неисправленности, замеченной в работе оборудования, немедленно его отключите.
11. Перед проверкой электрической цепи следуетубедиться в достаточной плотности всех контактов, вправильности установки движков автотрансформаторов,реостатов и рукояток других регулирующих устройств, а так жев том, что указательные стрелки всех измерительных приборовстоят на нулевых делениях шкал.
12. В процессе работы необходимо наблюдать заприборами и следить за тем, чтобы в цепи не возникали такиережимы, при которых стрелки приборов выходят за пределышкалы. Несоблюдение этого правила может привести к выходуиз строя прибора.
13. К результатам замеров следует относитьсякритически, сравнивая их с теоретически ожидаемымирезультатами.
14. Во избежание возможных ошибок результаты каждого опыта проверяются преподавателем. При получении неправильных данных опыт следует повторить.
15. Отсчеты по приборам должны делаться внимательно и точно. На щитовых приборах угол зрения должен совпадать с направлением стрелки. На приборах с зеркальной шкалой стрелка и ее изображение при отсчете должны совпадать. Обычно отклонение стрелки отсчитывается в делениях, а далее по цене деления прибора делается пересчет в измеряемых величинах. Цена деления определяется делением предела измерения на полное количество деления шкалы. У приборов, рассчитанных на один предел, его можно найти в конце шкалы. У некоторых приборов имеются переключатели
пределов, в зависимости от положения которых прибороказывается включенным на тот ли иной предел.При неравномерной шкале цена деления может бытьразной в различных участках шкалы и определяется по числу делений между большими штрихами с цифрами. У ваттметра,прежде чем определять цену деления, необходимо определитьпредел измерения, умножив предел по току Iном на предел понапряжению Uном. Цена деления ваттметра определяется повыражению:
C\w = Pном∙÷N =UномIном÷N, где N - число делений шкалы
Измеряемая мощность вычисляется по формуле: P= Cw∙ n, где n - число делений, на которое отклонилась стрелка приборапри измерении.В случае многопредельных приборов электромагнитной иэлектродинамической систем, имеющих неравномерную шкалу,следует включать пределы, позволяющие вести измерения насредних участках шкалы, что увеличивает точность измерения.
16. Все основные расчеты должны производиться во времязанятий, для чего студентам необходимо иметь вычислительныеустройства.
17. После окончания работы и утверждения ее результатовпреподавателем рабочее место должно быть приведено впорядок и сдано лаборанту. Только после этого студент
обращается к преподавателю за разрешением об уходе излаборатории. До сдачи рабочего места преподавателю или лаборантуответственность за оборудование несут студенты.
18. Все вычисления производите в системе СИ.
19. Выполнив работу, все данные заносите в письменный рабочую тетрадь - отчет по лабораторным работам, который представляется преподавателю и защищается по контрольным вопросам.Студенты, не представившие отчет и не получившие зачет по предыдущей работе, к выполнению последующих работ не допускаются, а занимаются в лаборатории выполнением заданий, несделанных дома. В этом случае плановую работу студент обязан выполнить по согласованию с преподавателем в другое время.
20. Работы, не выполненные по уважительным причинам, по согласованию с преподавателем выполняются в часы консультации или с другими подгруппами.
21. Учебный материал распределяется в соответствии с рабочей программой следующим образом.
Раздел. Электротехника
Тема 1.2. Электрические цепи постоянного тока
1.Измерение падения напряжения в проводах
2.Смешанное соединение сопротивлений
Тема 1.4. Электрические цепи переменного тока
3.Неразветвленная цепь переменного тока
4. Параллельное соединение катушки и батареи конденсаторов
Тема 1.5. Электрические измерения
5.Проверка амперметра и вольтметра в цепи переменного тока. Определение погрешностей
Тема 1.6. Трехфазные электрические цепи
6. Исследование работы 3-х фазной цепи при соединении потребителей звездой
7. Исследование работы 3-х фазной цепи при соединении потребителей треугольником
Тема 1.7. Трансформаторы
8. Испытание однофазного трансформатора
Тема 1.8. Электрические машины переменного тока
9.Изучение устройства и испытание 3-х фазного асинхронного двигателя
Тема 1.9. Электрические машины постоянного тока
10. Исследование рабочих характеристик двигателей постоянного тока с параллельным возбуждением
Тема 1.10. Основы электропривода
11. Расчет мощности и выбор двигателя
Раздел 2. Электроника.
Тема 2.1. Физические основы электроники
12. Снятие характеристик и определение параметров транзистора по схеме с общим
эмиттером
Тема 2.4. Электронные генераторы и измерительные приборы
13. Исследование формы выходного напряжения электронных генераторов при помощи осциллографа
Тема 2.5. Электронные устройства автоматики и вычислительной техники
14-15.Изучение характеристик датчиков
Литература
Основные источники:
1. Данилов, И. А. Общая электротехника с основами электроники: учебник. – 2-е изд. перераб и доп. - М.: Высшая школа, 2008. – 663с.
2. Евдокимов, Ф.Е. Общая электротехника: учебник. – 2-е изд., перераб. - М.: Высшая школа, 2004. – 367с.
3. Варварин, В.К. Выбор и наладка электрооборудования: справочное пособие/ В.К. Варварин. – 2-е изд. – М.: ФОРУМ, 2008. 240с.
4. Данилов, И.А., Иванов, П.М. Дидактический материал по общей электротехнике с основами электроники. – 2-е изд., пераб.-М.: Высшая школа, 2008. – 663 с.
5. http://ru.wikipedia.org/wiki/Портал:Электричество
6. http://ru.wikipedia.org/wiki/Категория:Электротехника
7. www.chipdip.ru
8. www.electricalsite.ru
9. http://electrofaq.com/content/textbooks
Дополнительная литература.
1. Федотов, В.И. Основы электроники. - М.: Высшая школа, 1990.
2. Березкина, Т.Ф., Гусев, Н.Г., Масленников, В.В. Задачник по общей электротехнике с основами электроники. - М.: Высшая школа, 1983.
3. Чекалин, Н.А. Руководство по проведению лабораторных работ по общей электротехнике. - М., 1983.
4. Масленников, В.В. Руководство по проведению лабораторных работ по основам электроники. - М., 1985.
5. Зайчик, М.Ю. Сборник задач и упражнений по теоретической электротехнике. - М.: Энергия, 1978.
6. Волынский, Б.А.,Зейн, Е.Н., Шатерников, В.Е. Электротехника. - М.: Энергоатомиздат, 1987.
7. Гордин, Е.М. и др. Основы автоматики и вычислительной техники. - М.: Машиностроение, 1978.
8. Транзисторы для аппаратуры широкого применения: Справочник /Под ред. Перельмана, Б.Л. - М.: Радио и связь, 1981.
9. Якубовский, С.В., Ниссельсон, Л.И., Кулешова, В.И. и др. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник. - М.: Радио и связь, 1990.
10. Данилов И.А., Иванов П.М. Дидактический материал по общей электротехнике с основами электроники. - М.: Мастерство, 2000.
11. Электронные ресурсы. Форма доступа: http:// dxdy.ru/post144921.html.
