SVEUČILIŠTE U MOSTARU FAKULTET RAČUNARSTVA U ŽEPČU
OSNOVE ELEKTROTEHNIKE Laboratorijske vježbe
1. LABORA LABORATOR TORIJS IJSKA KA VJEŽ VJEŽBA BA
RAD U LABORATORIJU
ŽEPČE, 2009. Uvod Laboratorijske vježbe zamišljene su kao nadopuna teorijskim izlaganjima na predavanjima i računskim primjerima sa auditornih vježbi te se izvode korištenjem razne opreme koja se nalazi u laboratoriju: izvora napajanja, otpornika, prigušnica, njernih uređaja, otpornih i kondenzatorskih dekada i dr. Svrha uvodne prve vježbe je upoznavanje studenata s tom opremom i učenje osnova rada s njom kako bi bili pripremljeni za izvođenje raznih pokusa predviđenih u okviru ovog kolegija. Također, rad u laboratoriju, prilikom izvođenja laboratorijskih vježbi, opasan je po život, zdravlje i imovinu, ukoliko se pri radu ne bude pristupalo prema pravilima i s maksimalnim oprezom i ozbiljnošću. Stoga je cilj ove vježbe poučavanje studenata o mjerama koje trajno moraju poduzimati za zaštitu života, zdravlja i imovine, te osposobljavanje i utvrđivanje spremnosti studenata za izvođenje radova u laboratoriju na siguran način. Točka (a) do (d) Kako je svrha laboratorijskih vježbi fizičko izvođenje određenih ispitivanja te pravilno prikazivanje, analiziranje, sintetiziranje i izvještavanje o tome – ovome se vježbom utvrđuje i način za sistematsko postizanje tog cilja, točke (e) i (f). Pokusi koji će se raditi u ovoj vježbi su sljedeći: •
•
•
POKUS A: Podešavanje i mjerenje napona laboratorijskog izvora napajanja digitalnim multimetrom, POKUS B: Podešavanje i mjerenje napona laboratorijskog izvora napajanja analognim multimetrom, POKUS C: Podešavanje i mjerenje otpora regulacijskog otpora.
a) Zaštita na radu Osnovna mjera zaštite na radu u laboratoriju prilikom izvođenja laboratorijskih vježbi iz osnova elektrotehnike je primjena napona manjeg od 65V u svim pokusima. Nije dopušten dodir niti jednog neizoliranog dijela pojedinog elementa u pokusu, dok je priključen pgonski napon. Napon za napajanje radnih stolova nekih mjernih instrumenata je 220V, 50Hz. Mjere zaštite kod tih uređaja predviđene su njihovom konstrukcijom i prije korištenja treba se uvjeriti da su svi njihovi dijelovi neoštećeni. Nisu dopušteni nikakvi zahvati na unutrašnjosti tih uređaja, dok su priključeni na pogonski napon, osim rukovanja vanjskim manipulativnim organima uz pridržavanje uputa za njihovu uporabu. Za svaki mjerni instrument, i druge uređaje koji se koriste u pojedinim pokusima, postoji uputstvo za uporabu kojeg se treba pridržavati pri korištenju.
2
Opažene neispravnosti, kvarove i sumnjivo djelovanje prijaviti nastavniku, a uređaje prethodno isključiti.
U slučaju opsanosti po život, zdravlje i imovinu – bez odlaganja isključiti glavnu sklopku električnog napajanja laboratorija. Naučiti pet pravila sigurnostina na radu u električnim postrojenjima: 1.
ISKLJUČITI
2. ONEMOGUĆITI UKLJUČENJE I OZNAČITI 3. PROVJERITI BEZNAPONSKO STANJE 4. KRATKOSPOJITI I UZEMLJITI 5. OGRADITI SUSJEDNE DIJELOVE POD NAPONOM b) Prva pomoć U slučaju udara električnom strujom, postupiti prema uputstvu za pružanje prve pomoći. Telefon hitne pomoći je 124. Obaveza je svakog da sudjeluje u spašavanju ozlijeđenih i pružanju hitne pomoći, ali na propisan i promišljen način, kako se posljedice nezgode ne bi uvećale. Kod nezgoda s električnom strujom, spasioc mora biti uvjeren da unesrećeni nije pod djelovanjem električnog napona prije nego mu pristupi. Udar električnom strujom i svaka druga ozljeda moraju biti prijavljeni nastavniku. Obavezno je obavještavanje stanice javne sigurnosti (telefon 122) inspektora rada općine Žepče ako se dogodi smrt, teža ozljeda ili istovremena ozljeda više od jednog čovjeka.
c) Zaštita od požara Osnovna mjera zaštite od požara je izvođenje svih radova na siguran način. U slučaju pojave požara u laboratoriju, treba postupiti prema uputi za gašenje požara koje nalaze na aparatu za gašenje požara. Svaki student, pojedinačno, treba znati način pripreme i korištenje aparata za gašenje koji se nalazi u laboratoriju. Obaveza je svakoga da sudjeluje u spašavanju ljudi i imovine u slučaju pojave požara, te u sprečavanju njegova širenja i u njegovu gašenju. Neka opća pravila: •
•
•
•
Fizikalno-kemijski, gašenje požara izvodi se uklanjanjem bar jednog od tri uvjeta gorenja:gorive tvari, kisika ili topline potrebne za podržavanje gorenja; Prioritet ima spašavanje ljudi, uz spriječavanje panike, te oprez spasioca (opekline,dr.); Isključenje električnog napajanja iz blizine požara i uklanjanje nezahvaćene gorive tvari radi lokalizacije požara i smanjenja štete; Gašenje požara, primjenom aparata za gašenje, ali i priručnih sredstava (veći dijelovi odjeće za spašavanje čovjeka čija je odjeća zapaljena); 3
•
•
•
Hidrantski vodu primjeniti tek kada je isključeno električno napajanje cijele prostorije; Ne otvarati prozore; Vrata otvarati oprezno i koliko je potrebno, jer to omogućuje dovod novih količina kisika.
Ako se prostorija mora napustiti, do dolaska vatrogasaca, trebaju vrata ostati zatvorena, a pristup do prostorije slobodan. Ako je požar izazvao veću štetu, ili se i zbila eksplozija, obavezno je obavještavanje stanice javne sigurnosti (telefon 112) i inspektora protupožarne zaštite.
d) Instalacija laboratorija Opća i rasvjetna električna instalacija prostorije u kojoj je smješten laboratorij izvedena je razdvojeno od instalacije za električno napajnje laboratorijskih stolova. Svi laboratorijski stolovi istovremeno se priključuju iz razdjelnice, uključenjem glavne sklopke. Svaki student, pojedinačno, treba znati položaj glavne sklopke i način kako se njome isključujeelektrični priključak svih stolova. Laboratorijski stol ima zaseban prekidač kojim se uključuje napajanje stola, te ima slog trofaznih automatskih zaštitnih sklopki. Stolove uključivati uz nadzor nastavnika ili demostratora
e) Priprema za vježbu Svrha je priprema za pojedine vježbe razumijevanje ciljeva svake vježbe i spoznavanje teorijskih predodžbi koje će se materijalizirati prilikom izvođenja vježbi. U pripremanju vježbe treba razunjetzi izvesti odnose među veličinama, proučiti i pripremiti sheme, tablice i dijagrame. Pismeno treba odgovarati na pitanja, koja su postavljena radi poticaja na razmišljanja is poznaje bitnih odnosa koji su sadržani u vježbi. Treba utvrditi granične vrijednosti napona i struje, čija je primjena u pojedinim pokusima dopuštena, a da se ne oštete aktivni i pasivni elementi, te mjerni instrumenti. Koristiti literaturu kako je predloženo u uputama za pripremu pojedine vježbe. Nije dopušteno izvođenje vježbi, ako nije okončana osobna priprema za vježbu.
f) Izvođenje vježbi Za sastavljanje cjeline pojedinog pokusa prema shemi, koristiti samo ispravne i neoštećene elemente. Utični spojevi trebaju biti dovoljno čvrsti, a oni koji se pritežu treba da su umjereno pritegnuti. Popisati sve korištene elemente i prametre za pojedine sklopove. Utvrditi ispravne položaje organa kojima se ograničavaju naponi ili struja u pokusu i ispravno izabrane vrste mjernih veličina, vrste struja i mjerna područja svih mjernih instrumenata, te usklađen polaritet svih priključaka. Kontrolirati ispravnost ostvarenog spoja po shemi, te utvrditi pridruženost svakog elementa iz sheme s elementom u stvarnosti. Utvrditi način očitavanja i mjesto zapisivanja 4
svih veličina i konstanti očitavanja. Prije priključenja pogonskog napona tražiti odobrenje nastavnika ili demonstratora. Od njih tražiti i mehaničko podešavanje instrumenata na nulu, ako je potrebno. Pokuse izvoditi pridržavajući se točke a) ovih uputa (zaštita na radu). Ukoliko pojedini instrument ostvaruje obrnut otklon kazaljke, otklon naglo raste i prijeti izlaskom iz mjernog dometa, neki se element vidljivo zagrijava ili kakva druga opasnost – bez odlaganja treba isključiti prekidač panela za napajanje.
Izjavljujem da su mi poznate opasnosti u laboratoriju, te da sam svjestan mjera koje trebam poduzimati za sigurnost života, zdravlja i imovine:
IME I PREZIME:
.
DATUM:
.
OVJERA:
.
VLASTORUČNI POTPIS
.
POKUS A 5
Podešavanje i mjerenje napona laboratorijskog izvora napajanja digitalnim multimetrom IZVOĐENJE POKUSA Tehnički podatci: Napajanje: Istosmjerni izvor napajanja Mjerni pribor: Digitalni multimetar Elementi kruga: Spojni vodiči Uputa za rad: Cilj ove vježbe je privikavanje radu u laboratoriju, te osposobljavanje studenata za podešavanje napona laboratorijskog izvora napajanja sa panela, što je neophodno za daljnje vježbe. U ovoj se vježbi vrši podešavanje napona izvora na unaprijed zadanu vrijednost. Postupak izvođenja pokusa: •
Spojiti strujni krug prema shemi spoja;
•
Regulator finog podešavanja napona postavite u krajni lijevi položaj;
•
Podesite univerzalni instrument za mjerenje napona na zadanu vrijednost i uključite ga;
•
Uključite izvor;
•
Povećavajte napon izvora na zadanu vrijednost i izmjerite napon;
•
•
Nakon izvršenog mjerenja smanjite napon izvora na nulu i isključite ga; Isključite instrumente, odspojite strujni krug i uredno složite mjerni pribor i opremu.
Shema spoja 6
Izvor napajanja
V
Slika 1. Shema spoja istosmjernog napona digitalnim instrumentom Tablica 1: Rezultati mjerenja Mjereni napon
0V
5V
10V
15V
20V
Pokazivanje pogonskog voltmetra Položaj preklopke DMM Zapis na zaslonu DMM
PITANJA ZA ANALIZU POKUSA 1. Od kojeg se mjernog područja započinje mjerenje nepoznatog napona? Zašto? 7
. . . . .
. . . . 2. Kako objašnjavate da se pri mjerenju istosmjernog napona na zaslonu instrumenta pojavi negativna vrijednost? .
. . . . .
. . . . .
3.
Što se dešava i što treba poduzeti ako se pri mjerenju na zaslonu digitalnog instrumenta pojavi negativna vrijednost? . . . . . .
. . . . .
Vlastita zapažanja i komentar:
POKUS B Podešavanje i mjerenje napona laboratorijskog izvora napajanja analognim multimetrom 8
IZVOĐENJE POKUSA Tehnički podatci: Napajanje: Istosmjerni izvor napajanja Mjerni pribor: Analogni univerzalni instrument Elementi kruga: Spojni vodiči Uputa za rad: Cilj ove vježbe je privikavanje radu u laboratoriju, te osposobljavanje studenata za podešavanje napona laboratorijskog izvora napajanja sa panela, što je neophodno za daljnje vježbe. U ovoj se vježbi vrši podešavanje napona izvora na unaprijed zadanu vrijednost. Postupak izvođenja pokusa: •
Spojiti strujni krug prema shemi spoja;
•
Regulator finog podešavanja napona postavite u krajni lijevi položaj;
•
Podesite univerzalni instrument za mjerenje napona na zadanu vrijednost i uključite ga;
•
Uključite izvor;
•
Povećavajte napon izvora na zadanu vrijednost i izmjerite napon;
•
•
Nakon izvršenog mjerenja smanjite napon izvora na nulu i isključite ga; Isključite instrumente, odspojite strujni krug i uredno složite mjerni pribor i opremu.
Shema spoja
9
Izvor napajanja
V
Slika 2. Shema spoja mjerenja istosmjernog napona analognim instrumentom Tablica 2: Rezultati mjerenja Mjereni napon
0V
5V
10V
15V
20V
Pokazivanje pogonskog voltmetra Položaj preklopke analognog univerzalnog instrumenta Maksimalni otklon skale analognog univerzalnog instrumenta Konstanta skale analognog univerzalnog instrumenta Pokazivanje skale analognog univerzalnog instrumenta Izmjerena vrijednost analognog univerzalnog instrumenta
PITANJA ZA ANALIZU POKUSA 1. Što je konstanta skale i zašto se određuje? 10
. . . . .
. . . . 2.
Što se dešava ako analogni instrument mjeri preveliki napon? .
. . . . .
. . . . .
3. Što se dešava ako kazaljka analognog instrumenta krene u položaj lijevo od nultog položaja pri mjerenju istosmjernog napona? Što treba poduzeti? . . . . . .
. . . . .
Vlastita zapažanja i komentar:
POKUS C Podešavanje i mjerenje otpora regulacijskog otpornika 11
IZVOĐENJE POKUSA Tehnički podatci: Mjerni pribor: Digitalni multimetar Elementi kruga: Spojni vodiči, laboratorijski regulacijski otpornik Uputa za rad: Cilj ove vježbe je privikavanje radu u laboratoriju te osposobljavanje studenata za podešavanje otpora regulacijskog otpornika i mjerenje otpora. Postupak izvođenja pokusa: •
Spojiti strujni krug prema shemi spoja;
•
Podesite vrijednost otpora;
•
•
Podesite univerzalni instrument za mjerenje otpora na zadanu vrijednost i uključite ga; Isključite instrumente, odspojite strujni krug i uredno složite mjerni pribor i opremu.
Shema spoja:
12
2 Ω
3 1
Slika 3. Shema spoja mjerenja otpora Ukupan otpor regulacijskog otpornika: Dozvoljena struja regulacijskog otpornika:
. .
Tablica 3: Rezultati mjerenja R 12 [Ω] Zadana vrijednost otpora R 23 [Ω] Izmjerena R 12 [Ω] vrijednost otpora R 23 [Ω] DMM
PITANJA ZA ANALIZU POKUSA 13
1. Kako se podešava digitalni, a kako analogni instrument prije mjerenja otpora? . . . . .
. . . . 2.
Na osnovu zadanih vrijednosti otpora regulacijksog otpornika treba odrediti dozvoljeni napon koji se smije priključiti na te priključnice? .
. . . . .
. . . . .
3. Objasnite tehničku izvedbu regulacijskog otpornika koji ste koristili za izvođenje pokusa (kližač, spojni kontakti, materijali,...) . . . . .
. . . . . .
Vlastita zapažanja i komentar:
14
