Оборудование и материалы

Аналогично лабораторной работы 3.

Указания по технике безопасности

Аналогично лабораторной работы 1.

Задания

Описание макетной платы лабораторного стенда. Работа с макетной платой лабораторного стенда. Включение и подготовка к работе. Запуск программы и проведение лабораторных работ.

Аналогично лабораторной работы 3.

Запуск программы осуществляется двойным щелчком по ярлыку Power Electronics на рабочем столе или через стартовое меню Windows: Пуск -> Power Electronics -> Power Electronics.

При запуске программы на экран монитора выводится лицевая панель с элементами меню Регистрация и Выход (рисунок 5.5).

Рисунок 5.5 – Начальное окно программы

Перед тем, как приступить к выполнению лабораторной работы, студент должен:

1. Внимательно ознакомиться с требованиями по технике безопасности.

2. Ознакомиться с теоретическими материалами по теме.

4. Изучить методику проведения лабораторных работ.

5. Понимать принципы работы электрических схем.

Лабораторная работа 5 «Исследование характеристик диодов, стабилитронов, тиристоров» будет содержать три эксперимента из главного меню рисунок 5.5: «Неуправляемый однофазный выпрямитель», «Стабилитрон», «Тиристор». Объем измерений для различных схем задается преподавателем.

1 эксперимент: «Неуправляемый однофазный выпрямитель». Приборы и компоненты:

1. Источник переменного напряжения; 2. Выпрямитель однофазный;

3. Нагрузки; 4. Амперметры (A1, A2); 5. Вольтметр (V1, V2).

Подготовка к проведению эксперимента «Исследование работы трехфазной цепи при соединении потребителей энергии в звезду».

1. Убедитесь, что рабочая станция NI ELVIS II включена (выключатель питания станции находится в положении I, см. Рисунок 1.11).

2. Установите переключатель PROTOTYPING BOARD POWER (рисунок 1.12) на рабочей станции NI ELVIS II в положение О (выключен).

3. Из главного меню (рисунок 3.14) двойным щелчком выберите эксперимент «Неуправляемый однофазный выпрямитель». На рисунке 5.6 показан пример окно данного эксперимента, в правом нижнем углу открывшейся лицевой панели представлены подробные инструкции по выполнению.

Рисунок 5.6 – Окно эксперимента неуправляемого однофазного выпрямителя

Кнопка Старт приводит систему в состояние готовности, на лицевую панель выводится электрическая схема выбранной лабораторной работы.

Кнопка Новый сеанс позволяет провести опыт с другими номиналами электронных компонентов.

Кнопка Измерить начинает выполнение опыта. При этом формируются необходимые входные сигналы для подачи на входы электрической схемы, после чего проводятся соответствующие измерения в определенных точках схемы. Результаты измерений записываются в соответствующие поля таблицы на лицевой панели; на основании полученных значений строятся графики.

Кнопка Отменить отменяет последнее выполненное действие.

4. При помощи соединительных проводов произведите подключения на плате в соответствии с рисунком 5.6, приведенном на экране.

Внимание! Любые электрические соединения должны производиться при отключенном питании платы (выключатель питания платы (1) на рисунке 1.12 должен находиться в положении «выключено», не горит красный светодиод в левом нижнем углу платы).

5. Представьте собранную схему для проверки преподавателю.

Пошаговый порядок выполнения эксперимента «Неуправляемый однофазный выпрямитель».

1. Установите переключатель PROTOTYPING BOARD POWER (рисунок 1.12) на рабочей станции NI ELVIS II в положение I (включен). Загорятся светодиод Питание на плате и индикатор включения питания на панели NI ELVIS II и следуйте инструкциям на экране.

2. Выставите круговой регулятор напряжения источника на величине заданной преподавателем.

3. Нажмите кнопку Измерить, при этом формируются необходимые входные сигналы для подачи на входы электрической схемы, после чего проводятся соответствующие измерения в определенных точках схемы.

4. Для отображения значений измерительных приборов, необходимо нажать на их изображение на лицевой панели эксперимента. Для схемы эксперимента неуправляемого однофазного выпрямителя окно эксперимента должно принять вид как на рисунке 5.6.

5. Выбрать из Меню на лицевой панели, элемент Сохранить, предназначенный для сохранения результатов эксперимента (включая образ лицевой панели и регистрационные данные студента, дату и время). В этом случае на основании регистрационных данных и наименования проведенной лабораторной работы формируется название файла, который сохраняется в папке My Documents\Power Electronics\.

6. Установите переключатель PROTOTYPING BOARD POWER (рисунок 1.12) на рабочей станции NI ELVIS II в положение О (выключен).

7. После завершения эксперимента в Меню на лицевой панели выберите элемент Выход для возврата в главное меню (рисунок 5.5).

2 эксперимент: «Стабилитрон». Приборы и компоненты:

1. Источник постоянного тока; 2. Амперметр (A1); 3. Вольтметр (V1).

Подготовка к проведению эксперимента «Стабилитрон».

1. Убедитесь, что рабочая станция NI ELVIS II включена (выключатель питания станции находится в положении I, см. Рисунок 1.11).

2. Установите переключатель PROTOTYPING BOARD POWER (рисунок 1.12) на рабочей станции NI ELVIS II в положение О (выключен).

3. Из главного меню (рисунок 5.5) двойным щелчком выберите эксперимент «Стабилитрон». На рисунке 5.7 показан пример окно данного эксперимента.

Рисунок 5.7 – Окно эксперимента «Стабилитрон»

4. При помощи соединительных проводов произведите подключения на плате в соответствии с рисунком 5.7, приведенном на экране для схемы эксперимента «Стабилитрон».

Внимание! Любые электрические соединения должны производиться при отключенном питании платы (выключатель питания платы (1) на рисунке 1.12 должен находиться в положении «выключено», не горит красный светодиод в левом нижнем углу платы).

5. Представьте собранную схему для проверки преподавателю

Пошаговый порядок выполнения эксперимента «Стабилитрон».

1. Установите переключатель PROTOTYPING BOARD POWER (рисунок 1.12) на рабочей станции NI ELVIS II в положение I (включен). Загорятся светодиод Питание на плате и индикатор включения питания на панели NI ELVIS II и следуйте инструкциям на экране.

2. Сохранить результаты эксперимента в папке My Documents\Power Electronics\.

3. Установите переключатель PROTOTYPING BOARD POWER (рисунок 1.12) на рабочей станции NI ELVIS II в положение О (выключен).

4. После завершения эксперимента в Меню на лицевой панели выберите элемент Выход для возврата в главное меню (рисунок 5.5).

3 эксперимент: «Тиристор». Приборы и компоненты:

1. Источник постоянного напряжения;

2. Источник постоянного напряжения;

3. Нагрузки;

4. Амперметры (A1, A2); 5. Вольтметры (V1, V2).

Подготовка к проведению эксперимента «Тиристор».

1. Убедитесь, что рабочая станция NI ELVIS II включена (выключатель питания станции находится в положении I, см. Рисунок 1.11).

2. Установите переключатель PROTOTYPING BOARD POWER (рисунок 1.12) на рабочей станции NI ELVIS II в положение О (выключен).

3. Из главного меню (рисунок 5.5) двойным щелчком выберите эксперимент «Тиристор». На рисунке 5.8 показан пример окно данного эксперимента.

Рисунок 5.8 – Окно эксперимента «Тиристор»

4. При помощи соединительных проводов произведите подключения на плате в соответствии с рисунком 5.8, приведенном на экране для схемы эксперимента «Тиристор».

Внимание! Любые электрические соединения должны производиться при отключенном питании платы (выключатель питания платы (1) на рисунке 1.12 должен находиться в положении «выключено», не горит красный светодиод в левом нижнем углу платы).

5. Представьте собранную схему для проверки преподавателю

Пошаговый порядок выполнения эксперимента «Стабилитрон».

1. Установите переключатель PROTOTYPING BOARD POWER (рисунок 1.12) на рабочей станции NI ELVIS II в положение I (включен). Загорятся светодиод Питание на плате и индикатор включения питания на панели NI ELVIS II и следуйте инструкциям на экране.

2. Сохранить результаты эксперимента в папке My Documents\Power Electronics\.

3. Установите переключатель PROTOTYPING BOARD POWER (рисунок 1.12) на рабочей станции NI ELVIS II в положение О (выключен).

4. После завершения эксперимента в Меню на лицевой панели выберите элемент Выход для возврата в главное меню (рисунок 5.5).

Обработка экспериментальных данных для данной лабораторной не требуется. Так как все необходимые вычисления и характеристики автоматически строятся в течение экспериментов, а потом сохраняются в полученный в результате измерений файл.

Содержание отчета

Аналогично лабораторной работы 1.

Контрольные вопросы

1. Пояснить, как образуется p‑n‑ переход. Свойства p‑n‑ перехода, потенциальный барьер.

2. Виды полупроводниковых диодов, назначение, область применения, основные параметры и характеристики.

3. В чем отличие идеальной ВАХ полупроводникового диода от реальной?

4. Что называют прямым и обратным включениями диода? Каковы их свойства?

5. Что называют дифференциальным сопротивлением диода? Как экспериментально определить дифференциальное сопротивление стабилитрона?

6. Назначение стабилитронов, их отличие от выпрямительных диодов.

7. Сравнить ВАХ стабилитрона и выпрямительного диода.

8. Основные параметры и характеристики стабилитронов.

9. Как экспериментально снять ВАХ стабилитрона?

10. Каковы особенности вольт-амперных характеристик неуправляемого тиристора?

11. Какие составляющие токов протекают в управляемом тиристоре?

12. Какими способами можно включить и выключить тиристор?

13. Как меняется вольт-амперная характеристика управляемого тиристора при изменении напряжения на управляющем электроде?

14. Начертите схему включения тиристора для определения его параметров.

Список литературы, рекомендуемый к использованию по данной теме

Основная учебная литература

1. Немцов М.В. Электротехника и электроника (6-е изд., стер.) учебник. –М: Академия, 2013. – 480 с. – ISBN: 9785446804320.

2. Электротехника и электроника: Учебное пособие для вузов / В.В. Кононенко [и др.]; под ред. В.В. Кононенко. – Изд. 6-е – Ростов н/Д: Феникс, 2010. – 784 с. (Серия «Высшее образование». – ISBN 978-5-222-17568-2.

Дополнительная литература

1. Прянишников В.А. Электроника: Полный курс лекций / В.А. Прянишников. – Изд. 6-е. – СПб.: КОРОНА-Век, 2014. – 416 с. – ISBN 978-5-7931-0522-4.

2. Лачин, В. И. Электроника: учеб. пособие / В. И. Лачин, Н. С. Савёлов. – Изд. 8-е. – Ростов н/Д.: Феникс, 2010. – 703, [1] с. – (Высшее образование). – ISBN 978-5-222-17655-9

3. Опадчий, Ю. Ф. Аналоговая и цифровая электроника: полный курс: учебное пособие / Ю. Ф. Опадчий, О. П. Глудкий, А. И. Гуров; под ред. О. П. Глудкина. – М.: Горячая Линия - Телеком, 2005. – 768 с. – ISBN 5-93517-002-7.

4. Горбачёв, Г. Н. Промышленная электроника: учебник для вузов / Г. Н. Горбачёв, Е. Е. Чаплыгин; под ред. В. А. Лабунцова. - М.: Энергоиздат, 1988. – 320 с.

Учебное пособие

Лабораторный практикум

«ИНЖЕНЕРНЫЕ СИСТЕМЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ:

(ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ С ОСНОВАМИ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ)»

для студентов направлений подготовки 270800.62 Строительство

профиля подготовки «Городское строительство и хозяйство», «Промышленное и гражданское строительство»,

«Теплогазоснабжение и вентиляция»

Составители: Данилов М.И.

Романенко И.Г.

Ястребов С.С.

Редакторы:

_____________________________________________________________________________Подписано в печать

Формат 60x84 1/16. Усл. п. л. –. Уч.-изд. л. –.

Бумага газетная. Печать офсетная. Заказ Тираж экз.

ГОУВПО «Северо-Кавказский федеральный университет»

355028, г. Ставрополь, пр. Кулакова, 2

Издательство ГОУ ВПО Северо-Кавказский федеральный университет

Отпечатано в типографии СКФУ