Электрические и электронные компоненты устройств и систем. Лабораторный практикум

Н. В. Новикова
В. О. Афонько
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ 
И ЭЛЕКТРОННЫЕ КОМПОНЕНТЫ 
УСТРОЙСТВ И СИСТЕМ 
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
Допущено Министерством образования Республики Беларусь 
в качестве учебного пособия для учащихся учреждений образования, 
реализующих образовательные программы среднего специального 
образования по специальности «Программируемые мобильные системы»
Минск
РИПО
2022

УДК 621.317(076)
ББК 32.842я7
Н73
А в т о р ы:
преподаватели УО «Гомельский государственный 
машиностроительный колледж» Н. В. Новикова, В. О. Афонько.
Р е ц е н з е н т ы:
цикловая комиссия по специальностям «Мехатроника», 
«Автоматизация технологических процессов и производств», 
«Программируемые мобильные системы» УО «Минский 
государственный колледж электроники» (Е. Б. Плаксин);
доцент кафедры электроники УО «Белорусский государственный 
университет информатики и радиоэлектроники» 
кандидат технических наук, доцент В. Н. Путилин.
Все права на данное издание защищены. Воспроизведение всей книги или любой ее 
части не может быть осуществлено без разрешения издательства.
Выпуск издания осуществлен при финансовой поддержке Министерства образования Республики Беларусь.
Новикова, Н. В.
Н73
Электрические и электронные компоненты устройств и систем. Лабораторный практикум : учеб. пособие / Н. В. Новикова, 
В. О. Афонько. – Минск : РИПО, 2022. – 187 с. : ил.
ISBN 978-985-895-043-9.
Учебное пособие содержит лабораторные и практическую работы, 
Учебное пособие содержит лабораторные и практическую работы, 
которые помогут учащимся закрепить теоретические знания устройства 
которые помогут учащимся закрепить теоретические знания устройства 
и принципа действия, основных параметров, эксплуатационно-техничеи принципа действия, основных параметров, эксплуатационно-технических характеристик и особенностей применения электрических и элекских характеристик и особенностей применения электрических и электронных компонентов в устройствах технических систем, корпусов изтронных компонентов в устройствах технических систем, корпусов изделий электронной техники, особенностей их электрического монтажа, 
делий электронной техники, особенностей их электрического монтажа, 
определения параметров электронных компонентов по их маркировке.
определения параметров электронных компонентов по их маркировке.
Предназначено для учащихся учреждений среднего специального обПредназначено для учащихся учреждений среднего специального образования по специальности «Программируемые мобильные системы».
разования по специальности «Программируемые мобильные системы».
УДК 621.317(076)
ББК 32.842я7
ISBN 978-985-895-043-9  
 
 
		
 
© Новикова Н. В., Афонько В. О., 2022
	
	
	
              
© Оформление. Республиканский институт
	
	
	
	
  
  
 
  
 
профессионального образования, 2022

ПРЕДИСЛОВИЕ
Учебный предмет «Электрические и электронные компоненты устройств и систем» предусматривает изучение конструкции, 
физических принципов и особенностей работы основных компонентов в устройствах технических систем, а также приобретение навыков определения параметров таких компонентов по их 
маркировке, проведения необходимых расчетов и измерений, 
обозначения в технической документации устройств и систем 
по электрической принципиальной схеме.
Изучение учебного предмета «Электрические и электронные 
компоненты устройств и систем» базируется на знаниях и умениях, полученных в процессе изучения физики и математики.
Цель проведения лабораторных и практических работ – закрепить теоретические знания, полученные учащимися в ходе 
изучения теоретического материала, а также сформировать у них 
практические навыки осознанного выбора и применения электроизмерительных приборов, проведения расчетов и измерений.
В результате выполнения лабораторных и практических работ учащиеся должны:
•
• закрепить знания выполнения и оформления электрических принципиальных схем в соответствии с правилами и требованиями технических нормативных правовых актов;
•
• научиться исследовать параметры резисторов, конденсаторов, полупроводниковых диодов, фоторезисторов, оптронов, 
работать со справочной литературой электронных элементов 
и компонентов;
•
• получить практический опыт и навыки классификации 
электрических и электронных компонентов, принципов их выбора в зависимости от назначения и условий эксплуатации, особенностей их электрического монтажа, определения параметров 
по маркировке и др.
3

Предисловие
Для каждой работы сформулирована цель исследований, дан 
перечень необходимых приборов и оборудования, определены 
конкретные задания и порядок выполнения работы, приведены 
контрольные задания для самопроверки.
Краткое изложение теоретических сведений по исследуемому 
вопросу поможет учащимся в подготовке к проведению лабораторных и практических работ и их выполнении.
Текстовый материал дополнен иллюстрациями и схемами, 
положениями нормативной документации, рекомендациями 
по оформлению лабораторных и практических работ.
4

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ 
ЛАБОРАТОРНЫХ (ПРАКТИЧЕСКИХ) РАБОТ 
Лабораторные (практические) работы учащиеся выполняют 
по графику в соответствии с учебным расписанием занятий.
К выполнению работ допускают учащихся:
•
• прошедших инструктаж по технике безопасности (прохождение инструктажа должно быть зафиксировано в специальном 
журнале, где каждый учащийся после изучения правил техники безопасности должен расписаться);
•
• ознакомившихся с целью и порядком выполнения работы, 
а также с электрической схемой, которую будут применять;
•
• изучивших теоретический материал по выполняемой работе. 
Подача напряжения на лабораторный стенд без проверки 
и разрешения преподавателя или лаборанта категорически запрещена!
Учащиеся несут материальную ответственность в случае порчи приборов и оборудования по их вине.
По окончании работы следует разобрать электрическую цепь, 
обесточить стенд, убрать на место провода и приборы.
По результатам работы каждый учащийся аккуратно оформляет отчет согласно требованиям. 
Результаты лабораторной работы учащиеся заносят в отчет 
и таблицы карандашом и представляют преподавателю для проверки. При получении неправильных результатов лабораторную 
(практическую) работу следует переделать.
Правила сборки электрической цепи:
•
• по возможности расставлять приборы таким образом, чтобы они соответствовали электрической схеме. Электромагнитные 
поля индуктивных катушек и трансформаторов влияют на точность измерений, поэтому необходимо устанавливать приборы 
как можно дальше от источников электромагнитного поля;
5

Рекомендации по выполнению лабораторных (практических) работ  
•
• электрическую цепь начинать собирать с клеммы, соответствующей входу исследуемой схемы. В первую очередь собирать 
последовательную (токовую) цепь, а затем подключать параллельные ветви. Ветви, состоящие из вольтметров, параллельных 
обмоток ваттметров и фазометров, подсоединять в последнюю 
очередь;
•
• при подключении какого бы то ни было элемента, не имеющего обозначения полярности, входом считать левую (верхнюю) 
клемму, а выходом – правую (нижнюю). При наличии обозначений «+» и «–» входом считать положительный зажим;
•
• подсоединять источники питания с помощью ключа 
или рубильника;
•
• перед включением электрической цепи установить регуляторы напряжения в положение, обеспечивающее поступление 
минимального тока ко всем элементам, а делители напряжения – 
на минимум напряжений на выходе, увеличить до максимума сопротивления реостатов, расширить пределы измерений используемых многопредельных приборов;
•
• включать исследуемую электрическую цепь только после 
ее проверки преподавателем.
Правила оформления графической части к отчету по лабораторным (практическим) работам.
1. Электрические схемы выполняют аккуратно с помощью 
карандаша и чертежного инструмента или в любом графическом 
редакторе на компьютере с соблюдением принятых условных 
обозначений в соответствии с требованиями технических нормативных правовых актов (ТНПА).
2. Электрические схемы, графики должны иметь подписи, 
таблицы (диаграммы) – заголовки, поясняющие зависимости, 
которые они характеризуют.
3. При построении экспериментальных и расчетных кривых 
необходимо соблюдать следующие требования:
•
• начало осей координат и нулевые значения параметров 
должны быть совмещены, численные значения параметров, отличные от нулевых, откладывают в масштабе на осях координат;
•
• обращать внимание на правильный выбор масштаба. Масштабы шкал по осям (как правило, на разных осях разные масштабы) следует выбирать из условия максимального использования всей площади графика. Для определения масштаба по оси 
6

Рекомендации по выполнению лабораторных (практических) работ 
 
абсцисс наибольшее значение аргумента X делят на предполагаемую ширину графика, получают масштаб mХ = Xmax / b – единиц 
измерения величины в направлении оси абсцисс, где b – ширина графика. Аналогично определяют масштаб по оси ординат 
mY = Ymax / h, где h – предполагаемая высота графика. Масштабы 
округляют до ближайших целых значений (желательно в одном 
из следующих диапазонов: 1 
∙ 
10n, 2 
∙ 
10n, 5 
∙ 
10n, где n = –2, –1, 0, 
1, 2, ... и т. п.);
•
• масштаб на осях координат наносить короткими рисками. 
Числовые значения масштаба шкал осей координат записывают 
за пределами графика (левее от оси ординат и ниже оси абсцисс). 
Если кривая, изображенная на рисунке, занимает небольшое 
пространство, то для экономии места числовые деления на осях 
координат можно начинать не с нуля, а ограничивать теми значениями, в пределах которых рассматривают данную функциональную зависимость. Допускаются также разрывы масштабных 
осей и шкал в целях уменьшения площади графика;
•
• численные значения параметров, полученные из опыта 
или в результате расчета, на оси координат наносить не следует.
4. В процессе построения графиков значения физических величин (прил. 1, 2), полученные экспериментально или в результате расчетов по экспериментальным данным, в виде точек четко 
наносят в координатных осях; по этим точкам проводят плавные 
усредненные зависимости (рис. 1).
IБ,
мкА
100
Gе
80
Si
60
40
20
UБЭ, В
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
Рис. 1. Пример оформления графика
7

Рекомендации по выполнению лабораторных (практических) работ  
5. Если в зависимости от одного параметра (например, полезной мощности Р2) предполагается построение графиков нескольких физических величин (например, напряжения U, тока I, потребляемой мощности Р1, коэффициента полезного действия η), 
то для большей наглядности изображения численные значения 
каждой физической величины следует откладывать в индивидуальном масштабе, указываемом на дополнительной оси ординат 
(рис. 2).
η,
U,
P1,
о. е.
Вт
I,
A
В
150
1000 2,5
0,8
2,0
0,6
100
800
1,0
0,4
50
400
0
0
0
0
100
200
300
400
P2, Вт
Рис. 2. Пример оформления нескольких графиков в одной системе координат
6. Если в одной системе координат строят несколько графиков, то экспериментальные или расчетные значения каждой физической величины рекомендуется отмечать различными значками (см. рис. 2).
7. Векторные диаграммы строят с соблюдением следующих 
требований:
•
• все векторы строят в определенном масштабе, масштабы 
выбирают в соответствии с пунктом 3;
•
• углы между векторами откладывают по транспортиру.
8

РЕЗИСТОРЫ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1. 
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ НОМИНАЛА 
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ НОМИНАЛА 
РЕЗИСТОРА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ
РЕЗИСТОРА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ
Цель: научиться измерять параметры резисторов и анализировать их зависимость от температуры. 
Задания:
•
• изучить теоретические сведения и схему экспериментальной установки;
•
• измерить сопротивления резисторов при различных температурах;
•
• определить значения температурных коэффициентов сопротивления (сравнить их с табличными значениями) и коэффициентов температурной нестабильности резисторов; 
•
• построить графики зависимости.
Оснащение: электропечь, исследуемые резисторы, термометр, 
омметр, соединительные провода.
Основные теоретические сведения
Резистор – элемент электронной техники, обладающий свойствами активного электрического сопротивления.
Резистор является пассивным структурным элементом электрической цепи, его основная функция заключается в необратимом преобразовании электромагнитной энергии, регулировании 
и распределении токов и напряжений между узлами и элементами электрической цепи. Часть конструкции резистора, в которой 
реализуется свойство активного сопротивления, называют резистивным элементом. Резисторы являются самыми распространенными элементами электронной техники, составляя 20–50 % 
общего числа элементов принципиальных схем, объем мирового 
производства резисторов превышает 20 млрд шт. в год.
9

Резисторы
Классифицируют резисторы по назначению, конструкции, 
материалу резистивного элемента, способу монтажа и защиты 
от внешний воздействий, форме вольт-амперной характеристики, рабочей частоте, характеру изменения сопротивления и другим признакам.
Основные параметры резисторов – номинальное сопротивление Rном, допуск, номинальная мощность рассеивания Pном, 
максимальное напряжение Umax, температурный коэффициент 
сопротивления (ТКС) αR, уровень собственных шумов (состоит 
из тепловых и токовых шумов), коэффициент напряжения (для 
нелинейных резисторов) Кнапр, вольт-амперная характеристика, 
график нагрузки, закон регулирования (для переменных резисторов) и др. 
Резистор как элемент электронной техники, в котором происходит выделение мощности, должен, прежде всего, обладать 
высокой удельной мощностью и термостойкостью — от этого 
зависят его габариты. Резистор также должен иметь хорошую 
температурную стабильность (малый ТКС), низкий уровень собственных шумов, высокую линейность вольт-амперной характеристики, хорошую влагостойкость, широкий температурный 
интервал эксплуатации и низкую стоимость. С технологической 
точки зрения желательно иметь конструкцию, обеспечивающую 
возможность получать резисторы с большим диапазоном номинальных сопротивлений.
Маркировка резисторов. Систем маркировки резисторов достаточно много, у каждого производителя она практически своя. 
С уменьшением размеров резисторов громоздкие системы маркировки постепенно были вытеснены более компактными. В результате в настоящее время на резисторах маркируют только допустимое отклонение номинального сопротивления и значение 
номинального сопротивления. 
В старой и новой системах обозначений (введена с 1980 г.) 
по три элемента (табл. 1).
Таблица 1
Система обозначения резисторов
Элемент обозначения
Пример
обозначения
первый
второй
третий
Старая система
С5–2
С – постоянные 
резисторы
1 – углеродистые 
и бороуглеродистые,
Порядковый 
номер разработки
10