Теория электрических цепей Лабораторные работы

 Лабораторная работа № 1 

Характеристики и параметры реальных элементов электрических цепей постоянного тока

1. Назначение работы

В работе проводится измерение характеристик резисторов и конденсаторов; проводятся простейшие электрические измерения; при этом осуществляется ознакомление с интерактивными приборами, имеющимися в программном обеспечении установки ELVIS.

2. Описание установки

 Для проведения лабораторной работы на панели ELVIS устанавливаются следующие элементы:

Резистор R1 номиналом 1 кОм (Здесь и далее указывается цветовая кодировка элемента: коричневый, черный, красный),

Резистор R2 номиналом 2.2 кОм (красный, красный, красный),

Резистор R3 номиналом 1 Мом (коричневый, черный, зеленый),

Конденсатор С емкостью 1 мкФ.

3. Рабочее задание

1. Измерить сопротивления резисторов и емкость конденсатора.

С этой целью нужно присоединить две однополюсных вилки к токовым входам DMM на лицевой панели рабочей станции. Два других конца присоедините к любому из резисторов. Запускается программное обеспечение NI ELVIS. После инициализации на экране появится набор интерактивных инструментов (рис. 1). Выбирается цифровой мультиметр Digital Multimeter (рис. 2). Digital Multimeter можно использовать для широкого круга задач. В данном пособии знаком DMM[X] мы будем обозначать измерение параметра X. Для использования функции цифрового омметра DMM[Ω] нужно нажать кнопку [Ω].

Рис. 1

Рис. 2

Проведите измерения R1,R2 и R3. Нажав на кнопку [] и используя те же проводники, измерьте емкость конденсатора с помощью функции DMM[C].

Заполните следующую таблицу:

R1

Ом

(номинал 1 кОм)

R2

Ом

(номинал 2.2 кОм)

R3

Ом

(номинал 1 МОм)

С*

мкФ

(номинал 1 мкФ)

Примечание. При использовании электролитических конденсаторов убедитесь, что положительный контакт конденсатора присоединен к положительному токовому вводу DMM, и затем нажмите кнопку electrolytic в режиме DMM[C].

2. Собрать схему делителя напряжения

Используя два резистора R1и R2, нужно собрать следующую схему на макетной плате NI ELVIS (рис. 3).



Рис. 3

Входное напряжение V0 подается с контакта [+5 V], а общий провод присоединяется к контакту [Ground] (земля) NI ELVIS. Внешние проводники присоединяются к входам напряжения (HI) и (LO) цифрового мультиметра на лицевой панели NI ELVIS.

Примечание. NI ELVIS имеет различные входные контакты для проведения измерений напряжения и импеданса/тока.

Проверьте схему и включите напряжение питания макетной платы, переводя выключатель питания Power в верхнее положение. После этого должны загореться светодиодные индикаторы +15V, –15V и +5V (рис. 4).

  Рис. 4

Примечание. Если какой-либо из этих индикаторов не загорелся, в то время как другие горят, то, вероятно, перегорел предохранитель этой линии. О том как заменить предохранитель, вы можете прочитать в Приложении Б к руководству пользователя NI ELVIS User Manual.

Присоедините проводники, идущие с лицевой панели DMM, к V0 и измерьте входное напряжение с помощью DMM[V]. Из теории электрических цепей известно, что напряжение V1 должно равняться R2/(R1+R2) * V0. Используя измеренные значения R1, R2 и V0, вычислите V1. Затем с помощью ИПУ DMM[V] измерьте реальное напряжение V1.

V1 (вычисленное) ________________ V1 (измеренное) ________________

Насколько хорошо измеренное значение согласуется с вычисленным?

 3. Измерить ток в цепи рис. 5

Непосредственное измерение тока проводится при помощи мультиметра. Для этого подключаются внешние проводники к токовым (Current) входам DMM HI и LO на лицевой панели рабочей станции. Остальные подключения выполняются в соответствии со схемой рис. 5.

Рис. 5

Выбирается функция DMM[A–] и проводится измерение тока.

I (вычисленное) _______________ I (измеренное) ________________

Насколько хорошо измеренное значение согласуется с вычисленным?

Характеристики и параметры реальных элементов электрических цепей постоянного тока