Лабораторна робота № 1 Одиничні кола та їх сигнали

Мета роботи:Ознайомлення з одиничними електричними колами автоматики і визначення їх сигналів.

Короткі відомості з теорії

Рис. 1. Схема одиничного кола

Одиничне коло в загальному випадку (рис. 1) включає в себе джерело енергії (1), приймач енергії (2), лінію передачі (3) і орган керування (4). Прикладом одиничного кола може бути схема електричного нагрівання, де джерелом енергії є електрична мережа, а приймачем - ніхромова спіраль. Лінія передачі - провідні дроти. У багатьох випадках одиничне коло достатньо повно характеризується двома узагальненими координатами (параметрами). Одна з них визначає внутрішній показник кола, наприклад, температуру нагріву. Друга узагальнена координата звичайно визначає величину потоку енергії або речовини, наприклад, надходження і затрати теплоти. Таким чином, один із параметрів є якісним показником режиму роботи кола, а другий - кількісним. Зміна кількісного показника тягне за собою закономірні зміни якісного. Так, при зміні подачі електроенергії змінюється температура спіралі.

При функціональному зв’язку між параметрами процесу, змінюючи один із них, можна керувати зміною другого. Тому кількісний показник процесу називають вхідною координатою, а якісний - вихідною.

Порядок виконання роботи

1. Розрахувати одиничне коло, яке складено з трьох послідовно з`єднаних резисторів (рис. 2). При розрахунках визначити потенціали вузлів 1, 2, 3 і 4 та напруги U₁, U₂ і U₃. Результати розрахунків занести до табл. 1.

Параметри електричного кола: U_ж= 12 В; R₁= 560 Ом; R₂ =1,1 кОм; R₃= 2 кОм.

Вказівка: при розрахунках прийняти _

Рис. 2. Одиничне електричне коло

Таблиця 1

Назва величини	U1, В	U2, В	U3, В	В	В	В
Розрахункова
Виміряна
Розходження

2. Зібрати схему згідно з рис. 3, підключивши її до джерела живлення з регульованою напругою 0…30 В постійного струму. Вольтметр PV повинен бути на межі напруги 50 В. Вольтметр PV₁ - на межі напруги 3 В, а вольтметри PV₂ і PV₃ - на межі напруги 15 В.

Рис. 3. Схема вимірів одиничного кола

3. Подати на вхід схеми напругу 12 В і визначити напругу на вольтметрах PV₁ , PV₂ і PV₃ . Результати занести до табл. 1.

4. Зробити зміни в схемі, підключивши вольтметри PV₄ і PV₅ замість вольтметрів PV₂ і PV₃ . Межа вольтметрів PV₄ і PV₅ - 15 В.

5. Знову подати на вхід схеми напругу 12 В і на вольтметрах PV, PV₄ і PV₅ визначити потенціали _1,₂ і ₃. Результати вимірів занести до табл. 1.

6. Визначити розходження у відсотках між результатами розрахунків та вимірів і занести їх до табл. 1.

Рис. 4. Схема одиничного кола з резистором змінного опору

7. Змінити схему з трьох послідовно з’єднаних резисторів на схему з одним резистором змінного опору, яка зображена на рис. 4. Вольтметри PV і PV1 брати на межі напруги 15 В. Міліамперметр РА потрібен бути на межі струму 15 mA.

8. Подати на схему рис. 4 напругу 12 В і, змінюючи положення движка резистора, встановити напругу на виході схеми згідно з табл. 1. При кожному випадку замірити струм міліамперметром PA і занести результати до табл. 2. Після цього розрахувати опір резистора для кожного випадку.

Таблиця 2

U2, B	I, mA	R, кОм

9. Зібрати схему одиничного кола з фотоелементом (рис.5). як фотоелемента BL використовується пристрій Ф9. Міліамперметр PA повинен бути на 50 А постійного струму, а вольтметр PV - на 50 В. Електричні лампи EL₁ …EL₃ мають потужність 25 Вт.

Рис. 5. Схема одиничного кола з фотоелектричним елементом

Фотоелектричний елемент діє за принципом зовнішнього фотоефекту, згідно з яким потік електронів від катода до анода залежить від освітлення катода фотоелемента. Таким чином, струм у колі фотоелемента зростає з ростом світлового потоку і, навпаки, зменшується при зменшенні світла.

10. Визначити струм Iвих, подавши на схему напругу від регулятора 0…30 В і встановивши її на рівні 10 В за вольтметром PV. Потім подати на фотоелемент світло від лампи EL₁ і знову визначити струм Iвих. Почергово, вмикаючи лампи EL₂ і EL₃ перемикачами SA₁ і SA₂, записати значення струмів I_вих ще при двох випадках освітленості і занести результати до табл. 3.

Таблиця 3

Освітленість, Е	Е = 0	Е1	Е2 > Е1	Е3 > Е2
Iвих мА

11. За даними табл. 3 побудувати графік I_вих = f (Е). Величину Е прийняти рівною Е = 0; Е₁ = 1; Е₂ = 2 Е₁; Е₃ = 3 Е₁.

12. Зробити висновки на основі отриманих результатів і по роботі в цілому.