Оборудование и материалы

Аналогично лабораторной работы 1.

Указания по технике безопасности

Аналогично лабораторной работы 1.

Задания

Включение и подготовка к работе. Включите платформу NI ELVIS II при помощи выключателя, расположенного на торце устройства в задней части, рядом с разъемом для подключения кабеля питания (рисунок 1.11).

Затем включите выключатель питания платы (1) (рисунок 1.11), при этом должны загореться зеленый светодиод PROTOTYPING BOARD POWER (2) и красный светодиод Питание на плате.

Запуск программы и проведение лабораторных работ. Запуск программы осуществляется двойным щелчком по ярлыку Electronics Engineering Board 2 на рабочем столе или через стартовое меню Windows: Пуск -> Electronics Engineering Board 2.

При запуске программы на экран монитора выводится лицевая панель с элементами меню (рисунок 1.14).

Регистрация и вход. Для получения доступа к лабораторным работам пользователь должен зарегистрироваться (выбрать в меню элемент Регистрация) или Войти.

Нажимаем Войти. Для всех персональных компьютеров в появившемся диалоговом окне рисунок 4.10 в строке Имя пользователя необходимо написать пкХ, где Х это № компьютера указанный на мониторе в правом верхнем углу. В строке Пароль нужно указать 1111.

Рисунок 4.10

После входа в программу откроется главное меню (рисунок 4.11). Переход к выбранной лабораторной работе производится двойным щелчком по соответствующей строке меню.

Рисунок 4.11 – Окно главного меню

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 3 «Исследование характеристик и параметров однофазного трансформатора» будет содержать эксперимент «Однофазный трансформатор» из главного меню рисунок 4.11.

1 Эксперимент: «Однофазный трансформатор».

Приборы и компоненты:

1. Индуктивности L1 и L2 из набора Inductors;

2. Конденсаторы (зона конденсаторов на плате);

3. Сопротивления из набора Resistors;

4. Источник синусоидального напряжения (функциональный генератор ~Е);

5. Вольтметры (V1, V2);

6. Амперметры (A1, A2).

Подготовка к проведению эксперимента «Однофазный трансформатор».

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

3. Из главного меню (рисунок 4.11) двойным щелчком выберите эксперимент «Однофазный трансформатор». Нажмите кнопку Следующий (>>) на панели инструментов. Откроется заранее подготовленное изображение электрической схемы лабораторной работы с размещенными на ней полями компонентов и приборов (рисунок 4.12).

Рисунок 4.12 – Схема электрической цепи опыта холостого хода

4. Соберите на макетной плате электрическую цепь в соответствии со схемой на рисунке 4.12.

5. Представьте собранную схему для проверки преподавателю.

Пошаговый порядок выполнения эксперимента «Однофазный трансформатор».

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.

2. Чтобы начать измерения нажмите на панели управления кнопку (1) Старт/Стоп, затем поставьте галочку в поле (3) Смещ. 0.

3. Установите номиналы напряжения (поле Напряжение) и частоту (поле Частота) источника из таблицы 4.1. Примечание. При включенном свойстве измерителя PP (размах синусоиды) амплитуда измеряемого сигнала равна половине отображаемого на индикаторе значения.

Таблица 4.1 – Варианты (N) параметров элементов для эксперимента

U1НОМ.	[В]	3,00
U2НОМ.	[В]	0.7
I1НОМ.	[мA]	4.2
I2НОМ.	[мA]	16.8
fНОМ.	[кГц]	10
R (нагр.)	[Ом]	20 ÷ 100
L (нагр.)	[мГн]	0.47
C (нагр.)	[мкФ]	1

4. Вызовите и настройте инструмент Осциллограмма для наблюдения напряжения V1, V2 и тока A1 и сохраните изображение.

5. Вызовите и настройте инструмент Векторная диаграмма для наблюдения напряжения V1, V2 и тока A1 и сохраните изображение.

6. Вращая ручку Напряжение, опустите напряжение источника до нуля.

7. Нажмите кнопку Следующий на рабочем поле и видоизмените цепь на плате в соответствии с новой схемой (рисунок 4.13). Теперь, вторичная обмотка трансформатора – замкнута накоротко.

Рисунок 4.13 – Опыт короткого замыкания

8. Вращая ручку Напряжение, медленно поднимайте напряжение источника до тех пор, пока ток вторичной обмотки не достигнет номинального значения (таблица 4.1) и нажмите Запись.

9. Вращая ручку Напряжение, спустите напряжение источника до нуля.

10. Нажмите кнопку Следующий на рабочем поле и видоизмените цепь на плате в соответствии с новой схемой (рисунок 4.14). Теперь в цепь вторичной обмотки трансформатора включено переменное активное сопротивление (х10 Ом).

11. Представьте собранную схему для проверки преподавателю.

Рисунок 4.14 – Работа трансформатора на активную нагрузку

12. Установите номинальные напряжение (поле Напряжение) и частоту (поле Частота) источника из таблицы 4.1.

13. Разомкните один из контактов сопротивления и, нажав Запись, снимите точку холостого хода.

14. Верните контакт сопротивления на место и, вращая ручку х10 Ом на плате, пошагово устанавливайте ток вторичной обмотки от нуля до, примерно 1.25×I_2ном (4-5 точек). Нажимайте Запись на каждом шаге.

Внимание! В данной лабораторной работе, здесь и далее, при каждом изменении сопротивления нагрузки, перед тем как нажать Запись, вращая ручку ~Е и сверяясь с вольтметром V1, восстанавливайте номинальное напряжение на первичной обмотке.

15. По окончании, нажмите кнопку Следующий (>>), изображение на экране должно соответствовать рисунку 4.15.

Рисунок 4.15 – Работа трансформатора на индуктивную нагрузку

16. Замените сопротивление в цепи вторичной обмотки трансформатора на индуктивность (зона индуктивностей на плате), в соответствии с таблицей 4.1, нажмите Новый график, затем – Запись.

17. По окончании, нажмите кнопку Следующий (>>), изображение на экране должно соответствовать рисунок 4.16.

Рисунок 4.16 – Работа трансформатора на емкостную нагрузкой

18. Замените индуктивность в цепи вторичной обмотки трансформатора на емкость (из набора Capacitors), в соответствии с таблице 4.1, нажмите Новый график, затем – Запись.

19. По окончании, вызовите файл MS Excel, сохраните и нажмите Стоп.

Обработка экспериментальных данных

Для эксперимента «Однофазный трансформатор» необходимо:

1. На основе полученных в результате опытов ХХ и КЗ данных, рассчитайте параметры трансформатора и заполните оставшиеся поля таблицы 4.2.

Таблица 4.2 – Результаты

Формулы для расчета. Коэффициент трансформации: . Полная, активная и реактивная мощности холостого хода: , , . Активное и индуктивное сопротивления первичной обмотки: , . Полная, активная и реактивная мощности короткого замыкания: , , . Суммарное активное сопротивление первичной и вторичной обмоток: , .

2. Построить внешние характеристики трансформатора при различном характере нагрузки.