Электротехника. Лабораторный практикум

В.  Ф.  КЛЕПЧА

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

Допущено Министерством образования Республики Беларусь

в качестве учебного пособия для учащихся учреждений образования,

реализующих образовательные программы профессионально
технического образования

2-е издание, исправленное

Минск
РИПО

2016

УДК  621.3(076.5)
ББК  31.2я722

К48

Ре це нз е нт ы:

доцент кафедры «Электротехника и электроника»

Белорусского национального технического университета,

кандидат технических наук, доцент С. В. Домников;

методическая комиссия преподавателей и мастеров производственного 

обучения УО «Минский государственный профессионально-технический 

колледж электроники» (Е. И. Тарасова).

Все права на данное издание защищены. Воспроизведение всей 

книги или любой ее части не может быть осуществлено без разрешения издательства.

К48

Клепча, В. Ф.

Электротехника. Лабораторный практикум : учеб. пособие / 

В. Ф. Клепча. – 2-е изд., испр. – Минск : РИПО, 2016. – 179 с. 

ISBN 978-985-503-553-5.

В учебном пособии даны подробные описания лабораторных работ 

по учебному предмету «Электротехника». Каждая работа содержит 
краткие теоретические сведения, порядок выполнения, перечень электрооборудования, схемы и графики, контрольные задания и вопросы. 
Для контроля знаний по темам в Приложении размещены карточки с 
вопросами и заданиями.

Лабораторный практикум способствует закреплению теоретических 

знаний учащихся и умений пользоваться электрическими машинами, 
аппаратами и приборами.

Предназначено для учащихся учреждений профессионально-техни
ческого образования.

УДК 621.3(076.5)
ББК 31.2я722

ISBN 978-985-503-553-5
© Клепча В. Ф., 2012
© Клепча В. Ф., 2016, исправленное
© Оформление. Республиканский институт

 профессионального образования, 2012

ВВЕДЕНИЕ

Целью проведения лабораторных работ является закрепление 

теоретических знаний по учебному предмету «Электротехника», 
а также приобретение учащимися практических навыков в сборке 
электрических схем, умений пользоваться электрическими машинами, аппаратами и приборами, применяемыми на практике.

В учебном пособии приведены подробные описания лабора
торных работ по учебному предмету «Электротехника», предусмотренных учебной программой. Каждая лабораторная работа 
составлена по следующему плану:

1. Цель работы.
2. Электрооборудование.
3. Теоретические положения.
4. Порядок выполнения работы с методическими указаниями, 

в том числе к выполнению расчетно-графической части.

5. Контрольные вопросы.
Для контроля знаний по темам в Приложении размещены 

карточки, содержащие задания в форме тестов.

Общие метОдические рекОмендации

Для рационального использования лабораторного оборудова
ния учебную группу следует разделить на две подгруппы по 12–
15 человек в каждой. Подгруппа делится на учебные бригады из 
двух-трех человек. Бригада выполняет работу при максимальном 
участии в ней всех членов. Каждый учащийся должен предварительно ознакомиться с основными теоретическими положениями 
по теме.

При наличии в лаборатории достаточного количества рабо
чих мест, оборудованных необходимыми приборами, рекомендуется лабораторные работы проводить фронтальным методом, когда вся учебная подгруппа выполняет одну и ту же работу, сразу 
же после изучения соответствующей темы по программе. Если 
же в лаборатории рабочих мест недостаточно, то одновременно 
можно проводить работы по двум-трем различным темам – комплексно.

В

Лабораторные работы следует проводить по утвержденному 

графику в соответствии с рабочим планом преподавателя. Задания к лабораторной работе следует выдавать учащимся за несколько дней до ее проведения. Это позволит учащимся подготовиться к лабораторной работе дома: придя в кабинет, они уже 
ясно будут представлять себе цель работы и ее объем, основные 
теоретические положения, правила, законы и т. п.

Домашняя подготовка включает повторение теоретическо
го материала по теме, ознакомление с содержанием задания и 
порядком выполнения лабораторной работы. В рабочую тетрадь 
учащийся кратко записывает порядок выполнения работы, вычерчивает принципиальные электрические схемы соединения 
изучаемого электрооборудования, заготавливает таблицы для 
внесения в них результатов измерений во время проведения работы. Перед сборкой электрической схемы следует ознакомиться 
с техническими данными приборов, аппаратов, электрических 
машин, используемых в данной работе, а также с размещением 
зажимов для присоединения наконечников проводов, положением переключателей, подвижных контактов реостатов и др.

Для того чтобы собранная схема была более наглядной и 

удобной для контрольной проверки, главные цепи, по которым 
проходит рабочий ток, необходимо соединять проводниками 
большего поперечного сечения и одного цвета, а ответвления к 
подключаемым параллельно приборам и участкам – проводами 
меньшего сечения и другого цвета. При этом сначала соединяют 
все последовательные участки главной цепи, а затем присоединяют ответвления. В такой же последовательности проверяется 
правильность собранной электрической цепи.

Перед включением подготовленной к испытанию электро
установки стрелки всех контрольно-измерительных приборов 
должны быть на нулевых отметках шкал. В случае необходимости положение стрелок приборов надо отрегулировать.

Включение электрической цепи допустимо только после про
верки правильности ее сборки преподавателем или лаборантом.

В процессе выполнения задания учащиеся заносят показа
ния контрольно-измерительных приборов в подготовленные таблицы, а по окончании работы (до разборки электрической цепи) 
предъявляют преподавателю данные наблюдений для контрольной проверки. По указанию преподавателя электрическую цепь 
разбирают, а ее элементы (приборы, аппараты, проводники и др.) 
убирают в места хранения.

В

Отчеты по выполненным лабораторным работам выполняют 

на готовых бланках или в тетрадях.

Отчет должен включать:
шифр учебной группы;
фамилию и инициалы учащегося;
наименование работы и дату ее выполнения;
перечень применяемых приборов, аппаратов, электрических 

машин;

принципиальные электрические схемы по работе;
таблицы с данными наблюдений и расчетов;
заданные графики;
расчетные формулы и один-два примера расчетов;
краткое описание поставленных опытов и выводы.
Расчетно-графическую часть работы и отчет учащиеся вы
полняют дома. В указанный преподавателем срок учащиеся 
предъявляют оформленный отчет для проверки и защиты.

Во время работы в кабинете необходимо соблюдать основные 

правила.

1. В кабинете необходимо соблюдать тишину и порядок, бе
режно обращаться с электрооборудованием, соблюдать чистоту 
на рабочем месте, выполнять требования техники безопасности.

2. Включать электроустановку следует после проверки пра
вильности сборки ее схемы и только в присутствии преподавателя или лаборанта. Если по условиям работы требуется изменить 
схему соединений, то это нужно сделать при снятом напряжении 
(после отключения источника тока от сети); перед включением 
электроустановки вновь предъ явить ее для проверки преподавателю или лаборанту.

3. Во время работы электроустановки или в то время, когда 

она находится под напряжением, запрещается касаться токоведущих и вращающихся частей во избежание электрической или 
механической травм.

4. При пользовании переносными контрольно-измеритель
ными приборами необходимо следить за исправным состоянием 
изоляции их проводов и наконечников.

5. В случае поражения электрическим током немедленно от
ключить электроустановку, вызвать преподавателя или лаборанта, а при необходимости врача. До прибытия врача немедленно 
оказать пострадавшему медицинскую помощь согласно инструкции (искусственное дыхание, непрямой массаж сердца и др.).

1
ЛабораторНая работа 

ИссЛЕДоВаНИЕ эЛЕктрИчЕскИх цЕпЕй 
постояННого тока прИ разЛИчНом 
соЕДИНЕНИИ рЕзИстороВ

Цель: экспериментально исследовать свойства электриче
ских цепей с последовательным, параллельным и смешанным 
соединениями резисторов и проверить справедливость законов расчета электрических цепей постоянного тока.

Электрооборудование:
источник постоянного тока; 
реостат ползунковый лабораторный;
амперметр магнитоэлектрической системы до 5 А;
вольтметр магнитоэлектрической системы многопреде льный;
провода соединительные с наконечниками.

Теоретические    положения

В работе используются резисторы в виде лабораторных 

реостатов, в которых электрическая энергия преобразуется в 
тепловую.

Электрические цепи могут состоять из нескольких отдель
ных участков, соединенных между собой, каждый из которых 
характеризуется электрическим сопротивлением.

Резистор – это структурный элемент электрической цепи, 

ос новное назначение которого – оказывать известное (номинальное) со противление электрическому току, например для 
регулирования зна чений тока и напряжения. В электроустановках резисторы применя ются в качестве нагрузочных и пускорегулировочных реостатов, доба вочных сопротивлений к 
некоторым электроприемникам, электроизме рительным приборам и т. д. Электрические цепи и их участки могут состоять 
из электроприемников или резисторов, соединенных между 

В

собой последовательно, параллельно и смешанно. При рас четах 
таких цепей руководствуются за конами Ома и Кирхгофа.

Сопротивление каждого участка цепи определяется по за
кону Ома:

.
 U
R
I

Сопротивление всей цепи рассчитывается по формуле

об
об.расч
.

 U
R
I

Эквивалентное сопротивление всей цепи при последователь
ном соединении (см. рис. 1 на с. 9) определяется по формуле

Rэкв= R1 + R2 +R3.

Общее напряжение определяется по формуле

Uоб.расч = U1 + U2 + U3.

Полученные расчетные значения Rэкв и Uоб.расч должны со
впадать с величинами R′об.расч и Uоб. Небольшое различие может быть вследствие погрешностей при измерениях.

При параллельном соединении резисторов (см. рис. 2 на с. 9) 

прове ряется справедливость первого закона Кирхгофа:

Iоб = I1 + I2 + ... .

Эквивалентное сопротивление в данном случае определя
ется по формуле





1
2
3
экв
1
2
2
3
1
3
,
(
)
R R R
R
R R
R R
R R

вытекающей из формулы для определения общей проводимости как суммы проводимостей участков цепи 






экв
1
2
3

1
1
1
1
... .
R
R
R
R

Эквивалентное сопротивление можно также определить 

по за кону Ома:


экв
об
.
U
R
I

Оба значения должны совпадать.

В

Токи в ветвях обратно пропорциональны их сопротивле
ниям:

1
2
2
3

2
1
3
2
=
;
=
и т. д.
I
R
I
R
I
R
I
R

Резистор R4 при смешанном соединении (см. рис. 3 на с. 10) 

должен иметь наименьшее сопротивление не ниже 20 Ом (если 
питание схемы от источника напряжением выше 24 В), чтобы 
ограничить силу тока в нем, а также общий ток в цепи до 5 А 
в процессе уменьше ния значений сопротивления в параллельных ветвях (R1, R2 и R3).

Эквивалентное сопротивление вычисляется по формуле




1
2
3
экв
4
1
2
2
3
1
3
=
+
.
R R R
R
R
R R
R R
R R

В отчете следует указать, как влияет изменение величи
ны одного из сопротивлений параллельных ветвей при смешанном соединении рези сторов на перераспределение токов 
и напряжений на участках цепи. Например, при уменьшении 
сопротивления резистора R1 в два раза уменьшатся общее сопротивление участка параллельных ветвей R1, R2, R3 и эквивалентное сопротивление всей цепи. При этом увеличится значение общего тока, тока на участке резистора R4 и напряжение 
между его выво дами, в то время как токи в ветвях резисторов 
R2 и R3 и напряжение на их выводах уменьшатся (напряжение 
источника питания не изменяется).

Таким образом, в данной лабораторной работе практиче
ски проверяется справедливость законов Ома и Кирхгофа.

ПОрядОк  выПОлнения  рабОты

А. Последовательное соединение резисторов
1. Собрать электрическую цепь по схеме (рис. 1) и пред
ставить ее для проверки. Установить движки реостатов в положение наиболь ших сопротивлений. Включить питание.

В

Рис. 1. Последовательное соединение резисторов

2. Изменяя значения сопротивлений резисторов так, что
бы ток в цепи не превышал 5 А, для двух-трех случаев измерить вольтметром напряжение на каждом из трех участков 
цепи и общее напряжение. Показания приборов записать в 
таблицу 1. Выполнить расчеты.

Таблица 1

Исследование последовательного соединения резисторов

Измерено
Вычислено

I, А
U1, В
U2, В
U3, В
Uоб, В R1, Ом
R2, Ом
R3, Ом
Rэкв, Ом
Rоб.расч, Ом
Uоб.расч, В

Б. Параллельное соединение резисторов
3. Собрать электрическую цепь по схеме (рис. 2). 

Рис. 2. Параллельное соединение резисторов

В

4. Изменяя значения сопротивлений резисторов так, что
бы общий ток в цепи не превышал 5 А, снять показания амперметров и вольтметра для трех случаев. Показания приборов записать в таблицу 2. Выполнить расчеты.

Таблица 2

Исследование параллельного соединения резисторов

Измерено
Вычислено

I1, А
I2, А
I3, А Iоб, А
U, В Iоб.расч, А
R1, Ом
R2, Ом R3, Ом Rэкв, Ом
Rоб.расч, Ом

В. Смешанное соединение резисторов
5. Используя все четыре реостата, собрать электрическую 

цепь по схеме (рис. 3).

Рис. 3. Смешанное соединение резисторов

6. Изменяя значения сопротивлений резисторов (за исклю
чением R4, сопротивление которого должно быть не менее 
20 Ом), для трех случаев записать в таблицу 3 показания ам3 показания ам показания ам
перметров и вольтметра. Выполнить расчеты.

Таблица 3

Исследование смешанного соединения резисторов

Измерено
Вычислено

I1, А I2, А I3, А I4= Iоб, А
U1, В U2, В
U3, В
U4, В
Uоб, В R1, Ом R2, Ом R3, Ом R4, Ом Rэкв, Ом Rоб.расч, Ом

7. Составить отчет.