КІРІСПЕ. «Электротехниканың теориялық негіздері» пәнін оқу үрдісінде зертханалық практика үлкен маңызды рөл

«Электротехниканың теориялық негіздері» пәнін оқу үрдісінде зертханалық практика үлкен маңызды рөл атқарады. Студенттердің дәріс сабақтарында негізгі теориялық қағида қабылданып, зертханалық жұмыстарды орындаған кезде практикалық ептілігі және тәжірибені зерттеуді терең меңгеру бекітіледі.

Сонымен бірге, бірлесіп пайдаланған тәжірибелерде нақты элементтер мен электрлік тізбектерді компьютерлік технологияны оқуда максималды тиімділікке жеткізеді.

Осы зертханалық практикада «Электротехниканың теориялық негіздері» пәнін персоналды компьютерді қолданып, моделдерді есептеу және электр тізбектерінің әртүрлі нұсқаларын зерттеу қарастырылған.

Зертханалық практикумның негізгі элементі – лабораториялық-оқу кешені. Бағдарламаны қамсыздандыру виртуалды өлшеуіш аспаптары, санды, аналогты лабораториялық-оқу кешеніне қосылады. Солардың ішінде электромагнитті жүйе, магнитэлектрлік және электродинамикалық аспаптар.

Арнайы коннектордың көмегін тізбекке қосу арқылы бағдарламалық қамсыздандыру стендінде, өзімен бірге виртуалды аспаптың жинағы «ВП ТОЭ» көрсетіледі. Өлшенетін ток пен кернеуді енгізу үшін компьютерде «ВП ТОЭ» бағдарламасының көмегімен өлшеу үшін коннектор арнайы қойылған.

Зертханалық сабақтарды өткізгенде персоналды компьютерді қолдану арқылы студенттерді максималды қатыстырып, оқу және шығармашылық белсенділігін, ынталылығын және студенттерге MATCHAD, Exsel және басқа да бағдарламалардың көмегімен зертханалық жұмыстарын безендіруге, өңдеуге үлкен көмек қатамасыздандырылған.

Берілген жұмыстарда 10 зертханалық жұмыстардың сипаттамасы көретілген. Зерханалық жұмыстардың әрбір сипаттамасында жалпы мағлұмат, тәжірибелік бөлімі, бақылау сұрақтары мазмұндалған.

«Жалпы мағлұмат» тарауында берілген тәжірибеге сәйкес қысқаша теория енгізілген.

«Тәжірибелік бөлім» тарауында қалыптасқан нақты тәжірибелік тапсырмалар және олардың орындалу тәртібі, электр тізбегінің сұлбасы мен тәжірибелік деректердің кестесі көрсетілген. Тәжірибелік бөлімінде тәжірибені және теорияны анықтау, аналитикалық әдісті қатыстырып, тәжірибелік қорытындыны түсініп орындау талап етілген.

Студенттер зертханалық жұмысты орындау үшін мұқият зертханалық жұмыстардың сәкес сипаттамасымен танысып, негізгі мақсатын және осы жұмыстың тапсырмасын орындау керек.

Студенттер әрбір зертханалық жұмысты орындауға дайындалған кезде осы зертханалық жұмысқа қатысты мағлұматтардың теориялық бөлімін оқуға тиісті.

Студент әрбір орындалған жұмысты есеп түрінде рәсімдеуге тиісті. Есеп беру әрбір жұмысқа орындалады және әрбір студент жеке көрсетеді.

Есеп берудің құрамына:

- титульды бет;

- жұмыстың мақсаты;

- негізгі теориялық қағида;

- тәжірибе туралы қысқаша мағлұмат;

- зерттелетін тізбектің принциптілік сұлбасы;

- есептеу формулалары және есептелінуі;

- өлшенген және есептелінген шамалардың кестесі;

- өлшенген қорытындылар (кесте, график, параметрдің және режимнің есептелінген сандық мәндері);

- жұмысқа қорытынды.

Студент есеп беру барысында қойылған сұрақтарға жауап беруге тиісті.

ВИРТУАЛДЫ АСПАПТАРДЫҢ КӨМЕГІМЕН ТОКТАР МЕН КЕРНЕУЛЕРДІ ӨЛШЕУ. КЕДЕРГІЛЕР МЕН ҚУАТТАРДЫ ӨЛШЕУ.

Бағдарламалық қамтамасыздандырылған оқу- зертханалық кешеніне виртуалды өлшеуіш және тіркегіш аспаптар кіреді.

Студент зертханалық жұмысты орындау үшін универсалды оқу- зертханалық кешенімен танысуға тиісті. Виртуалды және сандық өлшеуіш құрылғының көмегімен электрлік шамаларды өлшеуге машықтану.

Кешенді зертханалық стендінің жинағына арнайы коннектор кіреді, оның кәдімгі өлшеуіш аспабы зерттелетін тізбектің кірісіне қосылады. 1-суретте коннектордың панелінің жалпы түрі көрсетілген. Конектордың панелінің бетінде бейнеленген өлшеуіш аспаптары – вольтметрлер V0, V1 және амперметрлер A1......A4 кәдімгі вольтметрлер мен амперметрлер сияқты тізбекке қосылады. Коннекторда кернеулерді компьютерге енгізу үшін екі канал және токтарды енгізу үшін екі канал балады. Дегенмен, төрт амперметр қосуға болады және компьютерге енгізілген токтардың мәндерін өлшеу I1 және I2, I3 немесе I4 айырып-қосқышпен таңдау керек.

Сурет

Коннектордың панелінің бетінде таңдалған токтың жарықдиоды және экранның дисплейінде виртуалды амперметрлердің жазылуы дабылдайды.

Виртуалды аспап жұмыс істеген кезде келесі нұсқаулардың тәртібін сақтау керек:

1. Оң бетіндегі коннектордың панеліндегі көрсетілген виртуалды аспаптарды (1- сурет) сұлбаның тізбегіне қатысты жинастырыңыз.

2. «ВП ТОЭ» - деген бағдарламаны (виртуалды аспаптарды) ашу үшін тышқанның сол жағындағы батырманы екі рет басу керек. Нәтижесінде «Приборы I» блогы ашылады, сол блогтың ішінде амперметрлер және вольтметрлер бар. «Приборы I» - дің блогының оң беті 2-суретте көрсетілген.

2 сурет

3. Осы блогтың бетіндегі аспаптардың орналасқанын өзгертуге болады, оны тышқанның сол жақ батырмасымен аспаптың белгіленуіне және ашылған терезедегі керекті аспаптар ретінде таңдаңыздар. Коннектордың каналын бірнеше виртуалды аспаптарды қосуға болады, мысалы, белгілі бір токтың немесе кернеудің әрекеттік, амлитудалық, ортақ мәндерін өлшеу үшін.

4. «Откл.» терезенің белгісін тышқанның сол жақ батырмасымен таңдап, керекті виртуалды аспаптарды қосыңыз.

5. «Действующее» терезенің белгісін тышқанның сол жақ батырмасымен ашып, ашылған тізімнен өлшемнің керекті түрін таңдап алыңыз.

6. Коннектордағы керекті батырманы басып, амперметрдің және вольтметрдің шектеулерін таңдаңыз. Таңдалған шектеулер дағды бойынша керекті виртуалды аспаптардың терезелерінде көрсетіледі. Өлшенетін сигнал берілген каналда керекті шектен артып кетсе, виртуалды аспап көрсеткіші қызыл түспен белгі береді, ал жоғары панель бөлігінде келесі жазба көрсетіледі «Перегрузка! Перейдите на больший предел» немесе «Перегрузка! Бұдан үлкен шектеуге ауысыңыз». Өлшем бірлігі өлшем шегінен асқан кезде, ол өшеді.

7. Виртуалды аспаптың терезесін жабу үшін, міндетті түрде «Выкл.» пернесін басу керек.

«Приборы I» - дегі «меню» арқылы «Приборы II» позициясын таңдап алып, тізбектегі кедергілерді, қуаттарды және фазалық ығысу бұрыштарын өлшейтін үш түрлі аспаптары бар блогын ашу керек.

Бұл блогқа кіретін екі аспаптың өз менюлері бар, олар арқылы өлшем бірліктері таңдалады. «Приборы II» блогының оң беті 3-суретте көрсетілген.

Сурет

Аспаптарды активтендіру үшін келесі терезелерден сәйкес екі шаманы таңдап, олар арқылы негізгі шаманы анықтау керек. Мысалы, егер тізбектің кіріс кернеуі мен тогын өлшеу үшін вольтметр V0 және амперметр A1 қосылса, онда тізбектің қуаттарын (P, Q, S), кіріс кедергілерін (R, X, Z) және ток пен кернеудің арасындағы фазалық ығысу бұрышын өлшеу керек болса, «Приборы II» панелінің жоғарғы терезесінде V0 және төменгі терезесінде A1 шамаларын алу қажет. I1 және I4 – токтардың арасындағы фазалық ығысу бұрыштарын өлшеу үшін A1 жоғарғы терезеде, ал I4 – төменгі терезеде болулары тиісті. Жиілігін немесе периодын өлшеу үшін жоғарғы терезеден тек қана бір мәнін алу керек.

Сурет

Осциллографтың 5 кірмелігінің кез келгеніне коннектордан сигнал беруге болады. Осы кезеңде осциллографтың кіріс терезесінде коннектордың кірмелік белгісі және экранда сәуле пайда болады, оның түсі зерттелініп отырған сигналдың фонына сәйкес келеді.

«Запись в файл» батырмасы бойынша осциллографтағы көрсеткіштерді файлға түсіріп алуға болады. Одан кейін оларды MATCHAD, Exsel және басқа бағдарламалар арқылы оқып және түзетуге болады.

Өлшейтін шамалардың өзгеріс динамикасын байқау үшін аспап жебесі өте қолайлы. Зертханалық стендте барлық мүмкіндікті қарастыру ретінде «ВП ТОЭ» псевдоаналогтық бағдарламаға бағытталған аспаптар ескертілген. Олар «Приборы I» меню блогынан «Аналоговый прибор» жебесі бойынша тышқанның бір батырмасымен ашылады.

Тәжірибеде қуаттардың, ток пен кернеудің ығысу бұрыштарының шамаларын өлшеу керек болмаса, онда стенд құрамына кіретін мультиметр арқылы қалған тізбектің қасиеттерін өлшеуге келеді.