4пр МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ И ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ ПО ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ

4пр МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ И ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ ПО ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ 13.01.10. Электромонтёр по ремонту и обслуживанию электрооборудования для студентов профессии (по отраслям). 1 СОДЕРЖАНИЕ Введение Практические работы 1. 1.1. Практическая работа №1. Сборка электрической цепи и  определение показаний приборов. 1.2. Практическая работа №2. Исследование неразветвленной и  разветвленной электрических цепей постоянного тока. 1.3. Практическая работа №3. Расчет  основных параметров  трехфазного трансформатора. 1.4. Практическая работа №4. Односторонняя проводимость полу­ 2. проводникового диода. Критерии оценок выполнения лабораторных и практических  работ. Заключение. Список рекомендуемой литературы. 3 6 9 15 17 21 22 22 Электротехника является общепрофессиональной дисциплиной, ВВЕДЕНИЕ устанавливающей   базовые   знания  для  освоения   профессионального  модуля ПМ   02.   Проверка   и   наладка   электрооборудования   и   ПМ.03.Устранение   и предупреждение аварий и неполадок электрооборудования. В результате освоения дисциплины обучающийся должен уметь:   ремонт   осветительных   электроустановок, ­выполнять трансформаторов, электродвигателей; ­выполнять   монтаж   осветительных   электроустановок,   трансформаторов, комплектных трансформаторных подстанций; ­выполнять прокладку кабеля, монтаж воздушных линий, проводов и тросов.   силовых В результате освоения дисциплины обучающийся должен знать: ­ технологические процессы сборки, монтажа, регулировки и монтажа; ­слесарные, слесарно­сборочные операции, их назначение; ­приемы и правила выполнения операций; ­рабочий (слесарно­сборочный) инструмент и приспособления, их устройство, назначение, приемы пользования; Профессиональные компетенции, формируемые в результате освоения дисциплины: ПК2.1.   Принимать   в   эксплуатацию   отремонтированное электрооборудование и включать его в работу. ПК2.2.   Производить   испытания   и   пробный   пуск   машин   под наблюдением инженерно­технического персонала. ПК2.3. Настраивать и регулировать контрольно­измерительные приборы и инструменты. 2 ПК3.1.   Проводить   плановые   и   внеочередные   осмотры электрооборудования. ПК3.2.   Производить   техническое   обслуживание   электрооборудования согласно технологическим картам. ПК3.3.   Выполнять   замену   электрооборудования,   не   подлежащего ремонту, в случае обнаружения его неисправностей. Практические   работы   ­   важнейшая   составная   часть   обучения электротехнике, направленная на гармоничное развитие личности студента. Они имеют большое теоретическое и практическое значение. Основной целью практических работ является углубление и закрепление знаний, полученных на теоретических занятиях по электротехнике. Практические занятия должны вооружить   студентов   практическими   навыками   исследования,   расчета   и контроля. Методические   указания   по   выполнению   практических   работ   по электротехнике   разработаны   в   соответствии   с   рабочей   программой дисциплины. Содержание методических указаний по выполнению практических работ электротехнике требованиям   Федерального по   государственного стандарта среднего профессионального образования.   соответствует   По учебному плану в соответствии с рабочей программой на изучение электротехники обучающимися предусмотрено аудиторных занятий 32 часа, из них практических занятий – 8 часов. Пособие включает 4  практических работы  по 2  академических часа. Каждая   практическая   работа   содержит   сведения   о   цели   ее   проведения,   о необходимых для проведения работы материалах, приборах, инструментах, приспособлениях. К   выполнению   практических   работ   студенты   приступают   после подробного изучения соответствующего теоретического материала и техники безопасности.   Перед   проведением   практической   работы   необходимо ознакомиться   с   устройством   оборудования   и   приборов,   ознакомиться   с правилами   обращения   с   ними.   При   проведении   испытаний   необходимо соблюдать   правила   техники   безопасности.   Нельзя   без   разрешения преподавателя   включать   рубильники   и   пускатели,   приводить   в   действие лабораторные   машины   и   оборудование,   использовать   реактивы   не   по назначению. После окончания занятий студенты приводят в порядок лабораторное оборудование и рабочее место. В процессе выполнения практической работы и после окончания ее студент должен показать преподавателю полученные им опытные   результаты   и   вытекающие   из   них   выводы.   После   утверждения преподавателем указанных результатов и выводов каждый студент оформляет отчет   по   работе,   который   представляется   на   проверку   и   подпись преподавателю в тот же день либо на следующем практическом занятии. 3 1. Правила техники безопасности. Прежде   чем   приступать   к   выполнению   практической   работы, необходимо:  1. Пройти инструктаж по ТБ и ПР и расписаться в специальном журнале. 2. К   выполнению   практических   работ   допускаются   студенты   прошедшие противопожарный   инструктаж   и   проверку   знаний   требований   ТБ   на рабочем   месте   и   при   наличии   их   подписи   в   Журнале   регистрации инструктажа. 3. Занятия со студентами по выполнению  практических работ проводятся в помещениях   учебных   лабораторий   с   наличием   электроприборов, электроустановок   и   оргтехники,   отвечающим   требованиям   пожарной безопасности. В лаборатории запрещается: 1. Выполнять   операции   на   оборудовании   и   стендах   с   неисправностями, которые могут привести к пожарам. 2. Переносить включенные электроприборы. 3. Ремонтировать электроприборы самостоятельно. 4. Загромождать   свое   рабочее   место   одеждой   и   другими   вещами,   не относящимися к работе.         Студенты обязаны: 1. Соблюдать   требования   ТБ   и   ПБ   и   поддерживать   противопожарный режим, установленный в лаборатории. 2. Знать   места   нахождения   средств   пожаротушения,   самоспасения, пожарной сигнализации и оповещения о пожаре. 3. Знать пути безопасной эвакуации в случае пожара. 4 Практическая работа №1. Тема: Сборка электрической цепи и определение показаний приборов.   Цель работы: научиться собирать электрические схемы, определять цену деления   электроизмерительных   приборов,   а  также   показания   амперметров, вольтметров и ваттметров при различных нагрузках. Основные теоретические положения Совокупность   соединенных   между   собой   источников   электрической энергии   и   нагрузок,   по   которым   может   протекать   электрический   ток, называют электрической цепью. Графическое   изображение   электрической   цепи   с   помощью   условных знаков принято называть электрической схемой. Основными   элементами   электрической   цепи   являются   источники   и приемники   (потребители)   электрической   энергии,   а   также   провода, соединяющие   их   между   собой. Для   измерения   электрических   и   магнитных величин   служат   электроизмерительные   приборы:   амперметры,   вольтметры, гальванометры и др., а также их комбинации. При сборке схемы следует сначала выделить и собрать последовательную (главную,   токовую)   цепь.   Затем,   определив   точки,   к   которым   нужно присоединить параллельные ветви, осуществить эти соединения. Приборы и оборудование   по   возможности   следует   расставить   так,   чтобы   было соответствие принципиальной схеме. Перед   включением   электрической   схемы   следует   установить   движки реостатов   в   такое   положение,   чтобы   сопротивление   было   максимальным; рукоятку лабораторного автотрансформатора (ЛАТР) установить на нулевую отметку;   переключатели   многопредельных   приборов   надо   поставить   на максимальный предел измерения. После включения схемы и установки рекомендованного в описании работы режима   можно   приступать   к   записи   показаний   приборов.   Положение переключателей многопредельных приборов выбирают таким образом, чтобы стрелка в приборе находилась по возможности во второй половине шкалы. Показания приборов определяются произведением цены деления прибора и количества делений, на которое отклоняется стрелка прибора: ,    ,    ,  –   число   делений,   на   которое   отклоняется   стрелка   измерительного где  прибора. 5 Для многопредельных приборов цену деления определяют как частное от деления   предела   измерения,   указанного   на   переключателе,   на   количество делений   шкалы   прибора,   обозначенное   числом   в   конце   шкалы,   используя следующие формулы: – цена деления амперметра  – цена деления вольтметра  ; , ,  где  число делений по шкале прибора.  – пределы измерения по току и напряжению;   – максимальное Сложнее   рассчитывается   цена   деления   многопредельных   ваттметров. Мощность, измеряемая ваттметром, вычисляется по формуле  , т. е. ваттметр   должен   фиксировать   напряжение   и   ток   в   цепи.   Измерительные механизмы  ваттметров   имеют  две  обмотки:  токовую  (последовательную)  и обмотку   напряжения   (параллельную).   Звездочками   на   приборах   и   схемах обозначают генераторные зажимы, которые обычно соединяют между собой проводником.   На   рис.   1.1, а приведена   принципиальная   схема   включения ваттметра, а на рис. 1.1, б – схема соединений клемм ваттметра.  а б   Рис. 1.1. Включение ваттметра в электрическую цепь: а – принципиальная схема; б – схема соединений клемм ваттметра  Цена   деления   ваттметра   будет   определяться   произведением   пределов напряжения и тока, деленным на число делений шкалы: .  Порядок выполнения работы  1. Собрать электрическую схему в соответствии с рис. 1.2: а) последовательная цепь от одного зажима источника питания до другого – амперметр, токовые цепи ваттметра, нагрузка; б) подключаются параллельные элементы – вольтметр, цепи напряжения ваттметра. а б 6 Рис. 1.2. Электрическая цепь: а – первый этап; б – второй этап  2. На   вольтметре   и   ваттметре   установить   пределы   при   напряжении источника   100   В.   Включить   одну   группу   ламп   и   записать   показания   всех приборов в табл. 1.  Показания приборов , В         , А   Таблица 1. , Вт         № опыта 1 2 3 4  3. Увеличить напряжение источника до 170 В, предварительно изменив  пределы по току и напряжению соответствующих приборов. Включить две  группы ламп и записать показания приборов в табл. 1.1. 4. Сформулировать выводы по работе.   Контрольные вопросы  1. Что такое электрическая цепь? 2. Что такое электрическая схема? 3. Какова последовательность сборки электрической цепи? 4. Что показывает цена деления амперметра? 5. Определить   показание   амперметра,   если   предел   по   току   2,5 А, максимальное число делений на шкале прибора – 100, а стрелка отклонилась на 40 делений. 6. Определить   цену   деления   вольтметра,   если   предел   по   напряжению 300 В, а максимальное число делений по шкале – 150. 7. Как определить цену деления многопредельного ваттметра? 8. Определить   показание   ваттметра,   если   предел   по   току   5 А,   по напряжению – 300 В, максимальное число делений на шкале прибора – 100, а стрелка отклонилась на 30 делений. 7 9. Ваттметр с пределом измерения по току 5 А и по напряжению 150 В, имеющий 75 делений шкалы, включен в цепь. В цепи протекает ток 2 А при напряжении 120 В. На сколько делений отклонится стрелка ваттметра?                           Практическая работа №2 Тема: Исследование неразветвленной и разветвленной электрических  цепей постоянного тока. Цель работы: опытная проверка законов Кирхгофа и баланса мощностей в цепях   постоянного   тока   с  последовательным   и  параллельным   соединением сопротивлений, построение потенциальной диаграммы. Теоретические сведения Электрической цепью называют совокупность устройств, соединенных между собой определенным образом, и образующих путь для электрического тока. В состав цепи могут входить источники электрической энергии, токоприемники (потребители),   соединительные   провода,   аппараты   управления,   защиты   и сигнализации, электроизмерительные приборы и т.д. В цепи постоянного тока получение электрической энергии в источниках, ее передача и преобразование в приемниках происходит при неизменных (постоянных) во времени токах и напряжениях. Любой   реальной   электрической   цепи   соответствует   эквивалентная   схема. Схемой   цепи   является   графическое   изображение   электрической   цепи, содержащее   условные   обозначения   ее   элементов   и   показывающее   их соединение.   Геометрическая   конфигурация   схемы   характеризуется понятиями  ветвь, узел и контур.  Ветвь – это участок электрической цепи между двумя узлами, вдоль которого протекает один и тот же ток. Узел – это точка соединения трех и более ветвей (проводников). Контур   –   это   любой   замкнутый   путь,   образованный   ветвями   и узлами.  Независимым   называется   контур,   который   отличается   от   других контуров схемы одной или несколькими ветвями. Электрическая схема (рис. 2) содержит три ветви, два узла и три контура, из которых два любых контура – независимые, а третий – зависимый. 8 Для   анализа   и   расчета   электрических   цепей   используют   законы   Ома   и Кирхгофа.   К   узлам   схемы   применим  первый   закон   Кирхгофа,  согласно которому алгебраическая сумма токов в любом узле электрической цепи равна нулю:  (2.1) n  0 n n  1 При этом токи, текущие к узлу цепи, следует брать с положительным знаком, а токи, текущие от узла – с отрицательным, например, для узла­А (см. рис. 2) с учетом принятых условно положительных направлений токов в ветвях цепи: I1 – I2 + I3 = 0 К контурам схемы применим второй закон Кирхгофа, согласно которому алгебраическая   сумма   э.д.с.   в   любом   замкнутом   контуре   равна алгебраической   сумме   падений   напряжений   на   элементах   этого контура: IКRК , (2.2) EК =  n   n 1 n   n 1 где Rк – сопротивление контура. I1 узел­а I3 контур 1 ветвь 2 I2 контур 2 R2 E2 R3 E1 ветвь 1 R1 узел­б контур 3 Так для контура 1 (рис. 2) рис. 2  пример схемы электрической цепи с двумя источниками ЭДС для контура 3  Е1 = I1R1 + I2R2 , E1 – E3 = I1R1 + I3R3 При   обходе   контура   э.д.с.   и   токи,   направления   которых   совпадают   с принятым направлением обхода, следует считать положительными, а э.д.с. и токи,   направленные   встречно   обходу   –   отрицательными.   Элементы электрической   цепи   могут   быть   соединены   между   собой   последовательно, параллельно,   в   треугольник,   в   звезду   или   более   сложные   схемы. 9 Последовательным   соединением   сопротивлений   называется   такая неразветвленная цепь, когда к концу одного сопротивления присоединяется начало второго, к концу второго – начало третьего сопротивления и т.д. В результате,  ток   протекает   последовательно   по   всем   элементам   замкнутого контура (рисунок 2), не изменяя своей величины. В   цепи   с   последовательным   соединением   сопротивлений   (рисунок   2)   по   2 закону Кирхгофа E = U1 + U2 + U3, R1 d U1 U3 U2 R2 a E c b Ток в неразветвленной цепи определяют по закону Ома Рис. 2 – Последовательное соединение  ; (3) I =  E ЭКВR где RЭКВ – эквивалентное сопротивление цепи  RЭКВ =  RК ; (4) n   n 1 Мощности, выделяющиеся на отдельных участках цепи  P1 = I2 R1, P2 = I2 R2, P2= I2 R2, P3 = I2 R3 ; Выработанная   источником   электрическая   энергия   преобразуется   в приемниках в другие виды энергии: тепловую, световую, механическую и т.п. Поэтому   справедливо   уравнение   баланса   мощностей,   которое   для неразветвленной электрической цепи (рисунок 2.2) имеет вид  PE = P1 + P2 + P3 ; где PE = EI – мощность источника;  P1 , P2 , P3 – мощности приемников (сопротивлений). Параллельным соединением  сопротивлений  называется такая разветвленная цепь, когда начала всех сопротивлений соединены в один узел, а концы всех сопротивлений – в другой узел (рисунок 2.3). В результате ток, подходящий к узлу,   разветвляется,   затем,   пройдя   по   элементам   ветвей,   суммируется, приобретая   первоначальную   величину.   Для   параллельного   соединения характерно одинаковое падение напряжения на всех параллельных ветвях.  10 E I1 R1 U R2 a b I2 Токи в параллельных ветвях пропорциональны проводимостям  Рис. 3 – Параллельное соединение I1 = g1 U, I2 = g2 U, где g1 , g2 – проводимости ветвей g 1  1 R 1  ,  g 2  1 R 2 Эквивалентная проводимость цепи при параллельном соединении  gК (5) gЭКВ =  n   n 1 Эквивалентное сопротивление цепи  RЭКВ =   (6) 1 ЭКВg Мощности, выделяющиеся на отдельных участках цепи P1 = U2 g1 , P2 = U2 g2 Уравнение   баланса   мощностей   для   разветвленной   электрической   цепи (рисунок 3) имеет вид  PE = P1 + P2 ; График   распределения   потенциала   вдоль   замкнутой   электрической цепи называется потенциальной диаграммой (рисунок 4) по оси абсцисс диаграммы откладывают в масштабе величины сопротивлений участков цепи, а по оси ординат – соответствующие величины электрических потенциалов. При построении диаграммы одну из точек схемы (любую, например, рисунок 2, точка – «а») мысленно соединяют с землей. Тогда ее потенциал будет равен нулю   (a  =  0).  Потенциалы   остальных   точек   цепи   могут   быть   определены опытным путем, либо путем расчетов. Каждой точке цепи соответствует своя точка на потенциальной диаграмме. На участке цепи с сопротивлением потенциал изменяется линейно, на участке цепи   с   источником   э.д.с.   потенциал   изменяется   скачком.   Пользуясь диаграммой, можно определить напряжение между точками цепи. , B c 11 U1 Ubd Uac U2  d Uba a R, Ом  b R3 R1 R2 E a 0 - , B Рисунок 4 – Потенциальная диаграмма для схемы на рис. 2 Объект и средства исследования Объектом   исследования   является   неразветвленная   и   разветвленная электрические цепи постоянного тока (рисунок 5, 6). Для проведения исследования используют: 1)   источник   электрической   энергии   постоянного   тока   на   третьем   блоке (автомат постоянного тока U = 30 В, выход – средние клеммы); 2) реостат (делитель напряжения) (0 ÷ 200, I ≤ 0,4 А); 3) магазин сопротивлений на втором блоке (R1, R2, R3 ); 4) вольтметр (V), пределы измерения 0 ÷ 30 В; 5) амперметры (А1 ÷ А4), пределы измерения 0 ÷ 2 А; 6) провода соединительные. Напряжения   на   участках   цепи   (рисунок   5)   измеряют   вольтметром   со свободными   концами.   При   измерении   потенциалов   точек   один   зажим вольтметра следует соединить с точкой – «а», потенциал которой принять равным нулю, а другой зажим попеременно подключать к остальным точкам цепи ( b, c, d ). 12 + 30B - a A R R1 R2 d R3 b c V Рисунок 5 – Схема неразветвленной электрической цепи Рабочее задание 1.   Собрать   неразветвленную,   а   затем   разветвленную   электрические   цепи (рисунок 5, 6). Произвести измерения токов, напряжений. Данные измерений занести в таблицу 1, 2. 2.   Построить   по   опытным   данным   потенциальную   диаграмму   для неразветвленной электрической цепи. 3.   Расчетным   путем   произвести   проверку   законов   Кирхгофа   для разветвленной и неразветвленной цепей. 4. Проверить баланс мощности в неразветвленной и разветвленной цепях. 5.   Полученные   результаты   вычислений   и   опытов   сравнить   и   сделать письменные выводы. + 30 B ­ R V A4 A1 A2 A3 R1 R2 R3 Рисунок.6 – Схема разветвленной электрической цепи Участок цепи Сопротивление R1 Сопротивление R2 Сопротивление R3 Вся цепь                             Таблица .2 Участок цепи Таблица 1 Результаты измерений U,B I,A a,В b,В c,В d,В Результаты вычислений P,Вт R,Ом 0 ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ Результат измерений I,A U,B Результаты вычислений P,Вт R,Ом g, См 13 Сопротивление R1 Сопротивление R2 Сопротивление R3 Вся цепь Контрольные вопросы Из каких элементов состоит электрическая цепь и каково их значение? Что называется ветвью, узлом и контуром электрической цепи? В чем заключается смысл I закона Кирхгофа? II закона Кирхгофа? Какое   соединение   сопротивлений   называют   последовательным,   а   какое параллельным? Как определить эквивалентное сопротивление неразветвленной цепи? Как определить эквивалентную проводимость разветвленной цепи? Что понимают под балансом мощностей цепи? Каково назначение потенциальной диаграммы? Как изменяется потенциал на участке цепи с сопротивлением? Как изменяется потенциал на участке цепи с источником э.д.с.? Рекомендуемая литература Евдокимов Ф.Е. Теоретические основы электротехники. ­ М.: Издательский центр “Академия”, 2004. Зайчик М.Ю. Сборник задач и упражнений по теоретической электротехнике. – М.: Энергоатомиздат, 1988. Буртаев Е.В. Теоретические основы электротехники. ­ М.: Энергоатомиздат 1984г. Цейтлин   Л.С.   Руководство   к   лабораторным   работам   по   теоретическим основам электротехники. – М.: Высш. шк., 1985. 14 Практическая работа №3 Тема: Расчет  основных параметров трехфазного трансформатора. Цель работы: научиться рассчитывать параметры трансформаторов. Выполнение работы:  Трехфазный трансформатор ТС­180/10 включен в сеть напряжением 10000 В. Пользуясь   данными,   указанными   в   паспорте   (см.   таблицу   6.1   к   задаче   1), рассчитать:   фазные   напряжения,   если   группа   соединения   трансформатора Y / Δ ­ 11; фазный и линейный коэффициенты трансформации; номинальные токи первичной и вторичной обмоток; активные сопротивления обмоток, если при коротком замыкании трансформатора мощности первичной и вторичной обмоток   равны;   напряжение   вторичной   обмотки   при   активно­индуктивной φ2=0,9; к.п.д. при нагрузке, составляющей 75% от номинальной ( =0,75) и cos нагрузке, составляющей 50% ( =0,5) от номинальной и cos φ2=0,8. β β Решение. У трансформатора ТС­180/10 первичная обмотка соединена в  звезду, а вторичная – в треугольник, поэтому фазные напряжения равны: Фазный и линейный коэффициенты трансформации соответственно равны: ; . Номинальные токи первичной и вторичной обмоток определим из формулы номинальной мощности трансформатора: . 15 Откуда ; . Находим активные сопротивления обмоток R1 и R2, с учетом того, что в  каждой обмотке трансформатора по три фазы и ток короткого замыкания  Iкравен номинальному току I1н: ; , где:  . Напряжение на вторичной обмотке нагруженного трехфазного  трансформатора определяют так же как в задаче 1: где:  ;  . В свою очередь Sн – это мощность всех трех фаз, а Рк – мощности потерь в тех  фазах, указанные в паспорте.Следовательно, К.п.д. трансформатора 16 Практическая работа №4. Односторонняя проводимость полупроводникового диода.       Цель работы: на опыте убедиться в односторонней проводимости диода и графически представить токи на нагрузке после выпрямления переменного  тока.        Приборы и материалы: адаптер, мультиметр M890G, плоскостной диод  на колодке, провода соединительные. Выполнение работы    Теоретический материал. Приставка «ди» в слове «диод» означает «два».  Она указывает на наличие в приборе кристаллов с р­ и n­проводимостями  (рис. 1). Фактически же диод — это один кристалл малых размеров с  областями электронной (n) и дырочной (р) проводимости, к которым  присоединены выводы диода (рис. 2). Вследствие подвижности электронов  они могут покинуть n­область, и она приобретет суммарный положительный  заряд, который потянет электроны обратно и помешает движению электронов  в сторону границы раздела областей. Подобным образом отрицательные ионы  мешают свободным дыркам уходить из р­области. В итоге между р — п­ областями возникает р — п­переход — узкая полоска толщиной 10−4 мм (см.  рис. 1). Это запирающий слой, он составляет главную часть сопротивления  диода, которое, в свою очередь, зависит от полярности подводимого  напряжения. Рис. 1 17 Рис. 2       При подключении «+» источника тока к р­области и «−» к n­области  (рис. 3) дырки отталкиваются, а электроны притягиваются электрическим  полем источника тока, они движутся навстречу друг другу к р — n­переходу.  Пройдя запирающий слой, электроны и дырки попадают в поле действия  электрических полюсов источника и притягиваются к ним. Это значит, что  через р —n­переход протекает электрический ток, о чем и свидетельствует  горение лампочки. Это прямое включение диода.        При смене полюсов источника тока на выводах диода (рис. 90) лампочка  не горит, р — n­переход стал как бы шире, поскольку электроны отошли к  «+», а дырки — к «−» источника тока. Рис. 3 Рис. 4       При подключении напряжения положительной полярности к аноду диода  (р­область), а отрицательной — к катоду (n­область) диод открывается и  пропускает ток. При смене полярности на противоположную диод  закрывается и ток не пропускает. Однако очень небольшой ток и в этом  случае течет через диод, он создается движением неосновных носителей  заряда. Этот ток направлен от n­области к р­области и называется обратным  током диода. В зависимости от направления тока в диоде приложенное к  18 нему напряжение, а также сопротивление диода называют прямыми или  обратными. Рис. 5      В справочных пособиях, кроме названных характеристик диода, обычно  приводятся их вольт­амперные характеристики (рис. 5), которые графически  показывают зависимость силы тока от напряжения. Из графика видно, что  прямой ток, начиная с некоторого значения напряжения (0,2 В), зависит от  напряжения почти линейно, обратный, наоборот, почти не зависит от  приложенного напряжения. Следовательно, прямое сопротивление перехода с  повышением внешнего напряжения вначале постепенно уменьшается, а затем  остается почти постоянным. Обратное же сопротивление возрастает почти  пропорционально приложенному напряжению.        У плоскостных диодов (они используются в выпрямителях), у которых  площадь соприкосновенияр­ и n­областей сравнительно велика, прямое  сопротивление составляет несколько Ом, обратное — несколько кОм или  несколько десятков кОм. У точечных диодов (они используются в качестве  детекторов), где площадь соприкосновения р­ и n­областей мала, прямое  сопротивление несколько десятков Ом, обратное — сотни кОм.        Указания к работе:        1. Соберите электрическую цепь: вначале по схеме на рисунке 6, а затем  по схеме на рисунке 7 и в каждом случае фиксируйте показания амперметра и состояние индикатора (лампочки). Рис. 6 Рис. 7   2. Результаты измерений и наблюдений запишите в таблицу 1. Схема Показания амперметра Состояние индикатора (лампочки) Включение диода Таблица 1 19 3. Соберите электрическую цепь: вначале по схеме на рисунке 8, а затем по  схеме на рисунке 9 и в каждом случае фиксируйте показания амперметра и  состояние индикатора (лампочки).     Рис. 8 Рис. 9  4. Результаты наблюдений и измерений запишите в таблицу 2. Таблица 2 Схема Показания амперметра Состояние индикатора  (лампочки) Включение диода           5. Переключатель функции мультиметра переведите в положение « ». Ω Красный щуп присоедините к аноду, а черный — к катоду  полупроводникового диода. С дисплея мультиметра снимите показания  прямого падения напряжения (в милливольтах) на п — р или р — п­переходе  диода. Это важно при подборе диодов с одинаковыми параметрами.       Поменяйте полярность включения диода на обратную, и если он исправен,  то на дисплее появляется знак «1».     6. При измерении обратного тока диода (в микроамперах) подключите его к  гнездам: «С» — коллектор, «Е» — эмиттер на транзисторной панельке  мультиметра. При правильном включении наблюдаются мерцающие показания на дисплее. 20 3.Критерии оценок выполнения лабораторных и практических работ. Уровень подготовки обучающихся определяется оценками 5 «отлично», 4 «хорошо», 3 «удовлетворительно», «зачтено» («зачет»).   оценка   5   «отлично»   выставляется  обучающемуся,   обнаружившему всестороннее   систематическое   знание   учебно­программного   материала, умение   свободно   выполнять   практические   задания,   максимально приближенные к будущей  профессиональной деятельности в стандартных и нестандартных ситуациях, освоившему основную литературу и знакомому с дополнительной литературой. Оценка 5 «отлично» ставится  обучающемуся, усвоившему взаимосвязь основных понятий в их значении для приобретаемой специальности, проявившим творческие способности в понимании, изложении и использовании учебно­программного материала. оценка   4   «хорошо»   выставляется  обучающемуся,   обнаружившему полное   знание   учебно­программного   материала,   успешно   выполнившему практические   задания,   максимально   приближенные   к   будущей профессиональной   деятельности   в   стандартных   ситуациях,   усвоившему основную   рекомендованную   литературу.   Оценка   4   «хорошо»   выставляется студенту, показавшему систематический характер знаний, умений и навыков, 21 способному   к   их   самостоятельному   пополнению   и   обновлению   в   ходе дальнейшей учебы и профессиональной деятельности.    оценка   3   «удовлетворительно»   выставляется   обучающемуся, обнаружившему знание основного учебно­программного материала в объеме, необходимом для дальнейшей учебы и предстоящей работы по специальности, справляющемуся   с  выполнением   заданий,   предусмотренных   программой. Оценка   3  «удовлетворительно»  выставляется   обучающемуся,   обладающему необходимыми   знаниями,   но   допустившему   неточности   в   определении понятий,   в   применении   знаний   для  решения   профессиональных   задач,   в неумении обосновывать свои рассуждения. Оценка индивидуальных образовательных достижений по результатам текущего и итогового контроля производится в соответствии с универсальной шкалой (таблица).  Качественная оценка индивидуальных Процент результативности (правильных ответов) 90 ÷ 100 80 ÷ 89 60 ÷ 79 менее 60 образовательных достижений балл вербальный аналог (отметка) 5 4 3 2 отлично хорошо удовлетворительно не удовлетворительно ЗАКЛЮЧЕНИЕ. В данном пособии описаны обязательные лабораторные и практические работы студентов при изучении материаловедения. В описании лабораторных и практических работ указан алгоритм их проведения и источники получения информации. Пособие содержит список основной и справочной литературы, необходимой   при   выполнении   лабораторных   и   практических   работ студентами. В   дальнейшем   пособие   может   перерабатываться   при   изменении Федеральных   государственных   стандартов   и   требований   к   содержанию   и оформлению методических разработок. СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ Основные источники: 1. Бутырин П.А. Толчеев О.В. Шакирзянов Ф.Н.   Электротехника: Учебник для нач. проф. образования. – М.: ОИЦ «Академия», 2011. – 272 с. 22 2. В.И.Полещук   Задачник   по   электротехнике   и   электронике:   практикум   – Учебник для нач. проф. образования. – М.: ОИЦ «Академия», 2012 – 256 с. 3. Ю.Г.Лапынин,   В.Ф.Атарщиков,   Е.И.Макаренко.   Контрольные   материалы   по электротехнике и электронике  Учеб. пособие для нач. проф. образования. – М.: ОИЦ «Академия», 2010 – 128с. 4. Б.И.   Петленко,   Ю.М.   Иньков,   А.   В.   Крашенинников.   Электротехника   и электроника 9­е изд.,стер.­М:  МЦ «Академия»,  2013 ­368с.   Дополнительные источники: 1. 1. Синдеев Ю.Г. Электротехника с основами электроники: учеб. пособие для 2. уч­ся проф. училищ, лицеев, колледжей. –Ростов н/Д: Феникс. 2006. – 416 с.   Шеховцов   В.П.   Электрическое   и   электромеханическое   оборудование: учебник – М.:ФОРУМ: ИНФРА­М. 2008.­ 407 с. 3. Ярочкина Г.В. Контрольные материалы по электротехнике: учеб. пособие для нач. проф. образования. – М.: ОИЦ «Академия», 2010 – 80 с. 4. Горошков   Б.И.   Электронная   техника:   учеб.   пособие   для   студ.   сред.   проф. образования. ­  М.: ОИЦ «Академия», 2005 – 320 с. 5. Прошин В.М. Электротехнике. Учебник для нач. проф. образования. – М.: ОИЦ «Академия», 2008 – 240 с. 6. Прошин В.М. Лабораторно­практические работы по электротехнике. Учеб.  пособие для нач. проф. образования. – М.: ОИЦ «Академия», 2008 – 192с 23