МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ



МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

№1

ДО ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ ПО КУРСУ

“ОСНОВИ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ “

для студентів спеціальності 8.090701, 8.090703



Затверджено

на засіданні кафедри РТП

Протокол № 2 від 04.09.02



Б.С.Троїцький., С.О.Березовський

Ю.К.Філіпський



Одеса ОНПУ 2002

Під час виконування лабораторних робіт з дисципліни “Основи радіоелектроніки” студенти експериментально перевіряють основні положення дисципліни, досліджують характеристики поширених електричних ланцюгів і елементів, набувають навичок в роботі з електро та радіовимірювальними приладами. Аналіз роботи і зіставлення характеристик реальних ланцюгів з теоретичними співвідношеннями сприяють більш глибокому розумінню фізичних процесів і кращому засвоєнню матеріалу.

Під час підготовки до лабораторної роботи студент повинен добре проробити по конспекту і рекомендованій літературі лекційний матеріал, стосовний до теми роботи, виконати необхідні розрахунки і по будувати характеристики (перелічені в розділах “Підготовка до роботи“), розробити методику експериментального дослідження ланцюга за темою заняття, функціональні схеми вимірювань і чітко визначити об’єм роботи, котрий необхідно виконати під час лабораторних занять.

Для успішного виконання лабораторних робіт студент повинен добре знати теоретичний матеріал, самостійно підготуватися до заняття, чітко уявляти характер експерименту і очікуваних наслідків. Крім того, необхідно розподілити обов’язки і організувати злагоджену роботу колективу бригади, що особливо важливе при великому обсягу експериментальних досліджень. Для економії часу при про веденні експерименту його учасники повинні заздалегідь ознайомитися з макетом і вимірювальними приладами в лабораторії, з описом приладів в інструкції по роботі з ними, котра викладена в довідниках по радіовимірювальній апаратурі, наявних в кабінеті проектування РТФ (корпус радіоелектроніки, ауд. № 608-р), або в бібліотеці, підготовити форми таблиць і графіків, в які будуть внесені результати експерименту.

Під час виконання лабораторних робіт кожний студент повинен мати конспект лекцій, підручники, мікрокалькулятор і довідники з математіки.

Всі лабораторні роботи провадяться фронтальним методом. Це означає, що навчальна група розбивається на бригади по 2-3 людини, котрі виконують дослідження в рамках одної роботи на кожному занятті. За кожної з бригад закріплюється макет лабораторної роботи, дані електричної схеми якого наведені на кафедральному стенді.

На початку кожного заняття викладач перевіряє ступінь підготовки студентів до роботи по усіх пунктах. Після обговорення методики експериментальних досліджень вони розпочинають роботу. Скінчивши роботу з приладами, студенти вносять в протокол результати вимірювань, будують необхідні графіки і визначають параметри ланцюга. Зміст протоколу регламентується у відповідному розділі. Після оформлення протоколу студентам пропонуються контрольні запитання по процедурі виконання роботи, критичній оцінці одержаних результатів і їх відповідності теоретичним положенням. При правильно оформлених протоколах і чітких відповідях на контрольні запитання студентам ставиться залік по лабораторній роботі.



Лабораторна робота № 1



ДОСЛІДЖЕННЯ КІЛ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ



Мета роботи - перевірити в лабораторії справедливість основних законів електротехніки; придбати навички роботи з вимірювальними приладами.



1.1 Основні визначення



Сукупність сполучених між собою джерел електричної енергії і навантаження, через котру може протікати електричний струм, називається електричним колом.

Постійний струм - це струм, незмінний в часі. Зображення електричного кола за допомогою умовних знаків називається електричною схемою.

1.1.1 Закон Ома для одноконтурної схеми:

I = E /( Ri + Rн)

де E, Ri - відповідно ЕРС джерела напруги і його внутрішній опір; Rн - опір навантаження.

При наявності кількох джерел напруги в одноконтурній схемі і кількох резисторів

,

де E - алгебраїчна сума ЕРС;

R - арифметична сума всіх опорів схеми.

Якщо задатися направленням струму і якщо напрям ЕРС не збігається з напрямом струму, такий струм в алгебраїчній сумі записується зі знаком “-“ (мінус).

В розгалуженому колі по гілках текуть різні струми (рис.1.1). Гілка утворюється одним або кількома елементами, по котрих тече один і той же струм (наприклад, гілка AB).

Вузол - місце з’єднання трьох і більшого числа гілок (наприклад, в зображеній схемі три вузла А, В, С). В розгалуженому колі закон Ома записується для ділянки. Для гілки, що містить ЕРС,

,

де (А((В.

Якщо A


При наявності кількох ЕРС і резисторів



Кожний замкнений шлях, який проходить по кількох гілках, називається контуром.



1.2 Закони Кирхгофа



Перший закон Кирхгофа: алгебраїчна сума струмів в кожному вузлі дорівнює нулю

((((

Знаки струмів беруться з обліком обраного позитивного напрямку струму по відношенню до вузла.

Рис. 1.1 Багатоконтурне електричне коло



Другий закон Кирхгофа: алгебраїчна сума ЕРС в кожному замкненому контурі електричного кола дорівнює алгебраїчній сумі падінь напруги на резисторах цього контуру.

Направлення обходу контуру вибирається довільно. При запису лівої частини рівності ЕРС, напрям дії котрих збігається з напрямом обходу (незалежно від напряму струму, протікаючого через них), приймаються позитивними, а ЕРС, направлені проти напряму обходу, негативними. При запису правої частини рівності зі знаком “+” беруться падіння напруги в тих гілках, в котрих позитивний напрям струму збігається з напрямом обходу (незалежно від напряму ЕРС в цих гілках).

1.3 Теорема про еквівалентне джерело напруги

Струм в кожній гілці лінійного електричного кола (рис. 1,2 і 1.3) не змінюється, якщо електричне коло, до якого

Рис. 1.2 Схема вимірювання Riэкв

підключена ця гілка, замінити еквівалентним джерелом

напруги. ЕРС цього джерела повинна бути рівною напрузі

на затискачах розімкнутої гілки АВ(Eєкв), а внутрішній

опір джерела повинен дорівнювати опору пасивного електричного кола (без джерел напруги або струму) між затискачами А і В при розімкнутій гілці АВ.

1.4 Баланс потужностей. Для кожного замкненого електричного кола сума потужностей, розвинених джерелами електричної енергії, дорівнює сумі потужностей, витрачених в приймачах енергії:

Рис.1.3 Схема вимірювання Еєкв



1.2. Підготовка до лабораторної роботи



Розрахувати за одним з методів складне лінійне електричне коло постійного струму. Дані для розрахунку вибирають згідно варіанту завдання. Номер варіанта відповідає номеру бригади. Кожний член бригади виконує розрахунок одного з методів (в усіх членів бригади методи повинні бути різними).

Для одного з контурів схеми побудувати потенційну діаграму. Контури у членів бригади повинні бути різними.

Перевірити правильність розрахунку, скласти баланс потужності. Визначити мінімальне і максимальне значення струмів і напруг. Порівняти їх із змогами приладів стенда.

Принципова схема досліду складного кола показана

на передній панелі лабораторного стенда (рис.1.4.).

Опори резисторів показані на принциповій схемі. Передбачена можливість за допомогою вимірювальних клем і короткозамкнутих дротів зібрати схему, відповідно домашньому завданню.

Рис. 1.4 Схема макету до лабораторної роботи №1



Джерела енергії в даному стенді можна розглядати як джерела ЕРС, внутрішній опір котрих дорівнює нулю. ЕРС плавно змінюють за допомогою дільників напруги, ручки яких виведені на передню панель стенда. Джерела ЕРС за допомогою тумблера можна включити і виключити із схеми. Тумблери S1, S6, S7 змінюють полярність джерел ЕРС. Стрілки, зображені на стенді, показують умовний позитивний напрямок струмів в гілках.

Струми в гілках і напруги вимірюють приладами магнітоелектричної системи з нульовою позначкою посередині шкали, що дозволяє визначити не тільки силу, але і напрям дії струму, напруги, ЕРС і знак потенціалу відносно риски з умовним нульовим потенціало