МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ ОПД. 02.ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ для ППКРС по профессии – 220703.02 Слесарь по контрольно-измерительным приборам и автоматике
Министерство общего и профессионального образования
Свердловской области
Государственное автономное образовательное учреждение
среднего профессионального образования
Свердловской области
«Горнозаводской политехникум»
СОГЛАСОВАНО
_______________________
Методический совет
ГАОУ СПО СО
«Горнозаводской политехникум»
«___» _______________2013г.
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ
ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ
по УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНе
ОПД. 02.ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
для ППКРС по профессии – 220703.02 Слесарь по контрольно-измерительным приборам и автоматике
Срок получения СПО по профессии -2 года 5 месяцев; 10 месяцев
Форма обучения – очная
2013
Методические указания по выполнению практических и лабораторных работ адресованы студентам очной формы обучения.
Методические указания для выполнения практических и лабораторных работ являются частью программы подготовки квалифицированных рабочих и служащих по профессии СПО 220703.02 Слесарь по контрольно-измерительным приборам и автоматике
Составитель: Ашихмин Л.Л., преподаватель ГАОУ СПО СО «Горнозаводской политехникум»
Рецензент: Брылина И.Д., преподаватель ГАОУ СПО СО «Горнозаводской политехникум»
СОДЕРЖАНИЕ
Темы практических/лабораторных работ Часы
1. Практические занятия 1.1 Электрические и магнитные цепи 2
1.2 Электрические цепи переменного тока 2
1.3 Трехфазные цепи переменного тока 2
1.4 Электроизмерительные приборы 2
1.5 Трансформаторы 2
2. Лабораторные работы 2.1 Исследование цепи постоянного тока со смешанным соединением потребителей. 2
2.2. Изучение источника постоянного тока 2
2.3. Исследование цепи переменного тока с активным сопротивлением 2
2.4 Исследование цепи переменного тока с активным сопротивлением и индуктивностью. 2
2.5 Исследование резонанса напряжения и резонанса токов в цепях переменного тока. 4
2.6 Исследование принципа работы двигателя постоянного тока. 4
Итого 26
Введение
УВАЖАЕМЫЙ СТУДЕНТ!
Методические указания по дисциплине «Основы электротехники» для выполнения практических и лабораторных работ созданы Вам в помощь для работы на занятиях, подготовки к ним, правильного составления проектов документов.
Приступая к выполнению практической и лабораторной работы, Вы должны внимательно прочитать цель занятия, ознакомиться с требованиями к уровню Вашей подготовки в соответствии с федеральными государственными образовательными стандартами третьего поколения, краткими теоретическими и учебно-методическими материалами по теме практической и лабораторной работы, ответить на вопросы для закрепления теоретического материала.
Наличие положительной оценки по практическим, а так же лабораторным работам необходимо для получения зачета по дисциплине, поэтому в случае отсутствия на уроке по любой причине или получения неудовлетворительной оценки за практическую или лабораторную работу Вы должны найти время для ее выполнения или пересдачи.
Внимание! Если в процессе подготовки к практическим и лабораторным работам у Вас возникают вопросы, разрешить которые самостоятельно не удается, необходимо обратиться к преподавателю для получения разъяснений или указаний в дни проведения дополнительных занятий. Время проведения дополнительных занятий можно узнать у преподавателя или посмотреть на двери его кабинета.
Требования к оформлению:
Практическая работа:
оформляется в тетради;
вопросы записываются, дается ответ, который выделяется подчеркиванием или маркером;
в задачах записывается краткая запись, если необходимо перевод в систему СИ, рисунок выполняется простым карандашом с использованием линейки;
при изображении 3хфазных цепей, графиков, векторных диаграмм необходимо использовать цветные карандаши.
Лабораторная работа:
Состоит из 3х этапов:
1 этап- оформление бланка отчета (фиксируется название работы, цель, краткие теоретические основы, схемы, таблицы)
2этап- выполнение самой работы (регистрация в электронной базе практикума(если выполняете впервые), сборка схемы, объяснение алгоритма работы преподавателю, выполнение работы, внесение полученных результатов в таблицу, построение графиков, с помощью Exsel, построение графиков и диаграмм с помощью виртуального осциллографа)
3 этап- оформление отчета (вычисление необходимых величин, нахождение погрешностей, объяснение результатов, формулировка вывода по работе, ответ на контрольные вопросы педагога)
Желаем Вам успехов!!!
Требования к результатам:
Практические работы
Студент должен уметь:
рассчитывать параметры электрических схем;
эксплуатировать электроизмерительные приборы;
контролировать качество выполняемых работ;
производить контроль различных параметров;
читать инструктивную документацию.
Студент должен знать:
единицы измерения силы тока, напряжения, мощности электрического тока, сопротивления проводников;
методы расчета и измерения основных параметров простых электрических, магнитных и электронных цепей;
свойства постоянного и переменного электрического тока;
принципы последовательного и параллельного соединения проводников и источников тока;
электроизмерительные приборы (амперметр, вольтметр), их устройство, принцип действия и правила включения в электрическую цепь;
свойства магнитного поля;
Лабораторные работы
Студент должен уметь:
рассчитывать параметры электрических схем;
эксплуатировать электроизмерительные приборы;
контролировать качество выполняемых работ;
производить контроль различных параметров;
читать инструктивную документацию.
Студент должен знать:
единицы измерения силы тока, напряжения, мощности электрического тока, сопротивления проводников;
методы расчета и измерения основных параметров простых электрических, магнитных и электронных цепей;
принципы последовательного и параллельного соединения проводников и источников тока;
электроизмерительные приборы (амперметр, вольтметр), их устройство, принцип действия и правила включения в электрическую цепь;
двигатели постоянного и переменного тока, их устройство и принцип действия;
правила пуска, остановки электродвигателей, установленных на эксплуатируемом оборудовании;
аппаратуру защиты электродвигателей;
методы защиты от короткого замыкания;
заземление, зануление
В ходе практических и лабораторных работ обучающийся должен проявлять:
Профессиональными компетенциями:
ПК 1.1 Выполнение слесарной обработки деталей по 11-12 квалитетам
(4-5 классам точности) с подгонкой и доводкой деталей
ПК 1.2Навивка пружины из проволоки в холодном и горячем состоянии
ПК 1.3 Выполнение слесарно-сборочных работ
ПК 1.4Выполнение термообработки малоответственных деталей с последующей их доводкой.
ПК 2.1. Выполнять пайку различными припоями
ПК 2.2. Составлять схемы соединений средней сложности и осуществлять их монтаж
ПК 2.3. Выполнять монтаж контрольно-измерительных приборов средней сложности и средств автоматики
ПК 3.1 Выполнять ремонт, сборку, регулировку, юстировку контрольно-измерительных приборов средней сложности и средств автоматики
ПК 3.2 Определять причины и устранять неисправности приборов средней сложности
ПК 3.3Проводить испытания отремонтированных контрольно-измерительных приборов и систем автоматики
Общими компетенциями:
ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.
ОК 2. Организовывать собственную деятельность, исходя из цели и способов ее достижения, определенных руководителем.
ОК 3. Анализировать рабочую ситуацию, осуществлять текущий и итоговый контроль, оценку и коррекцию собственной деятельности, нести ответственность за результаты своей работы.
ОК 4. Осуществлять поиск информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач.
ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.
ОК 6. Работать в команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, клиентами.
ОК 7. Исполнять воинскую обязанность, в том числе с применением полученных профессиональных знаний (для юношей).
Обеспеченность практического занятия:
Литература
Электротехника и электроника. Бечева М.К., Златенов И.Д., Новиков П.Н., Шапкин
Е.В.,М, “Высшая школа” 1991г.
Электротехника. Под редакцией Шихина А.Я. М, “Высшая школа” 1989г.
Основы электротехники. Касаткин А.С. М, “Высшая школа” 1975г.
Электротехника. Евсюков А.А. М, “Высшая школа” 1979г.
Электротехника. Китунович Ф.Г. Илюкевич Ю.П. Минск, “Народная Асвета” 1982г.
Электротехника. Прошин В.М. Москва, «Академия», 2010 гКонтрольные материалы по электротехнике. Ярочкина Г.В. Москва, «Академия»2010г
Рабочая тетрадь (в клетку).
Калькулятор.
Ручка.
Карандаш простой (при необходимости, цветные карандаши – для построения графиков, диаграмм, проекций точек на поверхности детали).
Чертежные принадлежности: линейка, циркуль, транспортир.
Обеспеченность лабораторного занятия:
Образовательная платформа ELVIS
Лабораторные практикумы
Персональный компьютер
Рабочая тетрадь (в клетку)
Калькулятор.
Ручка.
Карандаш простой (при необходимости, цветные карандаши – для построения графиков, диаграмм, проекций точек на поверхности детали).
Чертежные принадлежности: линейка, циркуль, транспортир.
1. ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ
Практическая работа №1 по теме: «Электрические и магнитные цепи»
Цель: сформировать практические навыки применения знаний полученных на теоретических занятия
А. Основные понятия об электрических и магнитных цепях
1. Что представляет собой электрический ток?
2. По каким явлениям мы можем судить о наличии тока?
3. Что называют электрической цепью?
4. Что является основными частями простейшей электрической цепи?
5. Какими величинами характеризуется режим работы электрической цепи?
6. Сопротивлением проводника определяется формулой:
7. Определите сопротивление железной проволоки длиной 350 м и сечением А х 10 - 6 м 2 ?
Дано: Решение
Найти: Ответ:
8. Какой из проводов, имеющих одинаковый диаметр и длину, сильнее нагревается -
алюминиевый или железный? Сила тока одинакова?
9. Какие основные физические законы описывают режим работы электричекой цепи?
10. Сформулируйте и запишите правила Кирхгофа:
11. Сколько ветвей, узлов, контуров содержит электрическая цепь, изображённая на
рисунке:
r
Е r r
12. Что называют магнитной цепью?
13. Какие бывают магнитные цепи?
14. Какие величины характеризуют магнитное поле?
15. Запишите формулы:
магнитная индукция:
магнитный поток:
16. Основными элементами магнитной цепи являются:
17. Что такое гистерезис?
18. Что определяет закон полного тока?
19. Запишите закон полного тока:
однородная магнитная цепь
сложная магнитная цепь
20. Аккумулятор с r = 0,8 Ом работает на лампочку с R = 12,5 Ом, при этом ток в цепи
равен 0, 28 А. Чему равна Э.Д.С. и напряжение на лампочке?
Дано: Решение:
Ответ:
Найти:
21. Рассчитайте полное сопротивление цепи и нарисуйте электрическую схему
соединения, если 10 проводников сопротивлением 5 Ом каждый, соединены в пять
одинаковых параллельных групп.
Дано: R - R 10 = 5 Ом
Найти: R ОБ - ?
22. Какова индукция магнитного поля, действующего на проводник с силой 8 Н, если
длина проводника в магнитном поле равна 0,6 м, а сила тока в нём 18 А?
Дано: Решение:
Найти: Ответ:
В. Нелинейные электрические цепи
Нелинейными электрическими цепями называют цепи, _________________________________
Каковы особенности нелинейных электрических цепей, позволяющих осуществить
ряд важных для практики процессов?
Нелинейные электрические цепи широко применяют в: _________________________________
Перечислите нелинейные элементы нелинейных электрических цепей:
Какие бывают характеристики нелинейных элементов?
Укажите характеристики термосопротивления, лампы накаливания ионного прибора,
полупроводникового термосопротивления, изображенные на графиках:
U1 U3
2 4
о I оI
2
1
Практическая работа №2 по теме «Электрические цепи переменного тока»
Цель: сформировать практические навыки применения знаний полученных на теоретических занятия
Какой электрический ток называют переменным?
Какие бывают цепи переменного тока?
Запишите мгновенные значения токов i и напряжений u в любой момент времени t:
Нарисуйте временную диаграмму синусоидального тока:
Напряжение и сила тока в нагрузке изменяются в зависимости от времени так:
Каков характер нагрузки?
Изменение силы тока в зависимости от времени задано управлением i = s cos 200 t. Найти частоту и период колебаний амплитуду колебаний силы тока, а также значений силы тока при фазе / 3 рад.
Дано: Анализ:
Решение:
Найти:
Что служит источником переменного тока?
Какое значение переменного тока называют действующим?
Запишите действующие значения тока, напряжения, ЭДС
Запишите, какими преимуществами обладает переменный ток перед постоянным током:
Чем объясняется увеличение активного сопротивления проводников переменному току?
В цепи переменного тока содержатся электрические лампочки, обладающие
активным сопротивлением. Как меняется по фазе ток и напряжение в этой цепи?
Нарисуйте векторную диаграмму для цепи переменного тока, содержащую
конденсатор:
Нарисуйте векторную диаграмму для цепи переменного тока, содержащую
индуктивность:
Каково сопротивление конденсатора емкостью 4 x 10 - 6 Ф в цепях с частотой переменного тока 5O и 400 Гц.
Дано: Анализ: Решение:
Найти:
Конденсатор включён в цепь переменного тока стандартной частоты. Напряжение в сети 220В. Сила тока в цепи этого конденсатора 2,5 А. Какова ёмкость конденсатора?
Дано: Анализ Решение:
Найти:
Каково индуктивное сопротивление катушки с индуктивностью 0,2 Гм при частоте
тока 50 и 400 Гц?
Дано: Анализ: Решение:
Найти:
Катушка с очень малым активным сопротивлением включена в цепь переменного тока с частотой 50 Гц. При напряжении 125 В сила тока равна 2,5 А. Какова индуктивность катушки?
Дано:Анализ:Решение:
Найти:
Что представляет собой резонанс?
При каком соединении проводников в цепи возникает резонанс напряжений;
резонанс токов?
При каком условии возникает резонанс напряжений? Изобразить схему, график
Запишите закон Ома для последовательной цепи переменного тока с R, L, С:
Как определить полное сопротивление цепи переменного тока?
Как определяется сила тока в последовательной цепи с R LC при резонансе
напряжений?
Нарисуйте векторную диаграмму резонанса напряжений:
При каком условии в параллельной цепи с R, L,С возникает резонанс токов?
Нарисуйте векторную диаграмму резонанса токов:
Нарисуйте треугольник мощностей и укажите все обозначения:
Как определить полную мощность, активную мощность, реактивную мощность из
треугольника мощностей?
Каков смысл коэффициента мощности?
Как можно определить cos ?
Индуктивность L = 0,2 Гн, ёмкостное сопротивление XC = 32 Ом активное
сопротивление R = 10 Ом соединены последовательно. Частота тока f = 50 Гц.
Возникает ли резонанс?
Дано: Анализ:Решение:
В цепь переменного тока с частотой 400 Гц включена катушка индуктивностью 0,1 Гн.
Конденсатор какой ёмкости надо включить в эту цепь, чтобы осуществился резонанс?
Дано: Анализ:Решение:
Найти:
В цепь включены конденсатор ёмкостью 2 мкФ и катушка инлуктивностью0,05 Гн.
При какой частоте тока в этой цепи будет резонанс?
Дано: Анализ: Решение:
Найти:
Определить полное сопротивление 10 Ом, индуктивностью 0,05 Гн и
конденсатором ёмкостью2 мкФ соединены последовательно и включены под
напряжение 100 В при частоте тока 500 Гц. Определите силу тока в цепи, и напряжение на отдельных элементах.
Дано: Анализ: Решение:
Найти:
Катушка с активным сопротивлением 10 Ом, индуктивностью 0,05 Гн и
конденсатором ёмкостью 2 x 10 -6Ф соединены последовательно и включены под
напряжение 100 В при частоте тока 500 Гц. Определите силу тока в цепи, и
напряжения на элементах.
Дано:Анализ:
Найти
Чему равен коэффициент мощности лампы накаливания, электроплитки,
электропаяльника?
Дроссель в цепи лампы древнего света снижает cos до 0.5. Как повысить cos ?
Активное сопротивление цепи мало. Что показывает ваттметр? Какие
преобразования энергии происходят в этой цепи?
При включении электродвигателя в сеть переменного тока вольтметр показал 200 В., амперметр 7А., а ваттметр 900 Вт. Определите коэффициент мощности.
Дано:Анализ:Решение:
Найти
Двигатель переменного тока потребляет мощность 880 Вт при напряжении 220 В и
коэффициенте мощности 0.8. Определить какой силы ток потребляет двигатель.
Дано:Анализ:Решение:
Найти
Практическая работа №3 по теме: « Трехфазные цепи переменного тока».
Цель: сформировать практические навыки применения знаний полученных на теоретических занятия
Укажите достоинства трехфазной системы:
Дайте определение трехфазной симметричной системе:
Какое соединение фазных обмоток называется “звезда”?
Какое соединение фазных обмоток называется “треугольник”?
Напишите формулы связывающие линейные и фазные токи и напряжения при
соединении “звезда” и “треугольник”:
В каком случае, ток в нулевом проводе равен 0?
Линейное напряжение, подводимое к трехфазному двигателю, равно 220В. Обмотка двигателя имеет полное сопротивление 10 Ом. Определить токи в линейных проводах и в обмотке двигателя, если последняя соединена треугольником.
Дано: Анализ:Решение:
Найти
Нарисуйте схему включения ваттметра в трехфазную цепь для измерения мощности:
Напишите формулу для определения мощности трехфазной цепи в общем случае и при равномерной нагрузке:
Трехфазный потребитель с симметричной нагрузкой имеет активное сопротивление 6Ом и индуктивное сопротивление 8Ом в каждой фазе. Линейное напряжение 220 В. Определить мощность потребителя, если он соединен звездой.
Дано:Анализ:Решение:
Найти:
Обмотки потребителя трехфазного тока, соединенные треугольником, включены под линейное напряжение 380 В. Активное сопротивление 1 фазы =8 Ом, индуктивное =4 Ом. Активное сопротивление 2 фазы =2 Ом, индуктивное 2=6 Ом. Активное сопротивление 3 фазы =3 Ом, индуктивное =5 Ом. Определить общую мощность трех фаз?
Дано:Анализ:Решение:
Найти
Практическая работа №4 по теме: «Электроизмерительные приборы».
Цель: сформировать практические навыки применения знаний полученных на теоретических занятия
Что такое измерение?
Напишите формулы:
абсолютнаяотносительнаяприведенная
погрешность погрешность погрешность
Что такое мера?
Что такое прибор сравнения?
Какие бывают измерения?
измерения
Какие бывают методы измерений?
методы измерений
Каково назначение электроизмерительных приборов?
Перечислите требования к электроизмерительным приборам:
Перечислите основные детали стрелочных электроизмерительных приборов:
Нарисуйте условное обозначение приборов:
Электродинамической системы
Магнитоэлектрической системы
Электромагнитной системы
Индукционной системы
Ферродинамической системы
Выпрямительной системы
Нарисуйте условное обозначение:
Амперметра
Вольтметра
Ваттметра
Омметра
Дайте расшифровку следующим условным обозначениям на шкалах приборов:
1.5
М 104
Каков принцип действия прибора магнитоэлектрической системы?
Каков принцип действия прибора электромагнитной системы?
Каков принцип действия прибора электродинамической системы?
Каков принцип действия прибора индукционной системы?
Укажите достоинства приборов магнитоэлектрической системы?
Нарисуйте схему включения амперметра в электрическую цепь:
Нарисуйте схему включения вольтметра в электрическую цепь:
Нарисуйте схему включения ваттметра в однофазную электрическую цепь:
Практическая работа №5 по теме: «Трансформаторы».
Цель: сформировать практические навыки применения знаний полученных на теоретических занятия
Каково назначение трансформатора?
Нарисуйте схему трансформатора
Как определяется ЭДС первичной обмотки?
Действие трансформатора основано на явлении ________________
Сколько обмоток имеет трансформатор?
Укажите основные части трансформатора:
Почему сердечник трансформатора делают из тонких изолированных пластин трансформаторной стали?
Как определяется коэффициент трансформации трансформатора?
Как определить, какая обмотка трансформатора является первичной, а какая вторичной?
С какой целью проводят опыт холостого хода?
С какой целью проводят опыт короткого замыкания?
Чем характеризуются рабочие свойства трансформатора?
Напишите элементы устройства трехфазного трансформатора:
Как можно соединять обмотки трехфазного трансформатора?
Расшифруйте условное обозначение трансформатора трехфазного: .
При каких условиях возможна параллельная работа трансформаторов?
Нарисуйте схему трехфазного трансформатора; соединение и :
Нарисуйте схему автотрансформатора:
Каковы недостатки автотрансформатора?
Однофазный трансформатор включен в сеть 220В. Первичная обмотка имеет 800 витков, вторичная - 46 витков. Определить коэффициент трансформации и напряжение вторичной обмотки.
Дано:Анализ:Решение:
Найти
Трехфазный трансформатор при безындукционной нагрузке дает ток 43 А при напряжении 120 В. Первичное напряжение 1000 В, ток 5,5 А. Определить КПД трансформатора.
Дано:Анализ:Решение:
Найти
2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
Лабораторная работа №1 тема: «Исследование цепи постоянного тока со смешанным соединением потребителей»
Цель: Экспериментально проверить расчет эквивалентного сопротивления при смешанном соединении резисторов.
Рекомендации: В лабораторном практикуме для пользователя по ТОЭ откройте страницу 58 и выполняйте в соответствии с изложенными там требованиями.
Лабораторная работа №2 тема: «Изучение источника постоянного тока»
Цель: Экспериментальное определение внутреннего сопротивления источника
Рекомендации: В лабораторном практикуме для пользователя по ТОЭ откройте страницу 67 и выполняйте в соответствии с изложенными там требованиями.
Лабораторная работа №3 тема: «Исследование цепи переменного тока с активным сопротивлением»
Цель: Изучение основных законов и режимов работы цепи переменного тока с активным сопротивлением
Рекомендации: В лабораторном практикуме для пользователя по ТОЭ откройте страницу 72 и выполняйте в соответствии с изложенными там требованиями.
Лабораторная работа №4 тема: «Исследование цепи переменного тока с активным сопротивлением и индуктивностью»
Цель: Изучение основных законов и режимов работы цепи переменного тока с активным и индуктивным сопротивлением
Рекомендации: В лабораторном практикуме для пользователя по ТОЭ откройте страницу 78 и выполняйте в соответствии с изложенными там требованиями.
Лабораторная работа №5 тема: «Исследование цепи переменного тока с активным сопротивлением, индуктивностью и емкостью»
Цель: Изучение основных законов и режимов работы цепи переменного тока с различными элементами.
Рекомендации: В лабораторном практикуме для пользователя по ТОЭ откройте страницу 90 и выполняйте в соответствии с изложенными там требованиями.
Лабораторная работа №6 тема: «Исследование резонанса напряжения и резонанса тока в цепи переменного тока»
Цель: Изучение резонансов
Рекомендации: В лабораторном практикуме для пользователя по ТОЭ откройте страницу 112 и выполняйте в соответствии с изложенными там требованиями.
Лабораторная работа №7 тема: «Исследование принципа работы двигателя постоянного тока»
Цель: Изучение различных характеристик в процессе работы двигателя постоянного тока.
Рекомендации: В лабораторном практикуме для пользователя по микроприводам откройте страницу 27 и выполняйте в соответствии с изложенными там требованиями.