Лабораторный стенд по электротехнике своими руками

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 04.10.2024

Стенд "Теоретические основы электротехники" ЭЛБ-241.062.03

Стенд "Теоретические основы электротехники" ЭЛБ-241.062.03 должен быть предназначен для проведения лабораторно-практических занятий в учреждениях среднего профессионального образования, для получения базовых и углубленных профессиональных знаний, и навыков.

Конструкция модулей обеспечивает возможность подключения внешних модулей и измерительных приборов.

Производитель ЭнергияЛаб

Заполняя и отправляя форму на данной странице, Вы соглашаетесь с политикой конфеденциальности и обработки персональных данных.

Быстрый просмотр

Стенд "Теоретические основы электротехники" ЭЛБ-241.062.02

Стенд "Теоретические основы электротехники" ЭЛБ-241.062.02 предназначен для проведения лабораторно-практических занятий в учреждениях начального профессионального, среднего профессионального и высшего профессионального образования, для получения базовых и углубленных профессиональных знаний, и навыков.

Стенд выполнен в настольном исполнении: стойка с установленными модулями установлена на лабораторном столе заказчика.
Конструкция модулей обеспечивает возможность подключения внешних модулей и измерительных приборов.

Исполнение настольное, модульное, ручная версия.

Производитель ЭнергияЛаб

Заполняя и отправляя форму на данной странице, Вы соглашаетесь с политикой конфеденциальности и обработки персональных данных.

Быстрый просмотр

Стенд "Теоретические основы электротехники" ЭЛБ-241.062.01

Стенд "Теоретические основы электротехники" ЭЛБ-241.062.01 предназначен для проведения лабораторно-практических занятий в учреждениях начального профессионального, среднего профессионального и высшего профессионального образования, для получения базовых и углубленных профессиональных знаний и навыков.

Конструкция тематического моноблока обеспечивает возможность подключения внешних модулей и измерительных приборов.

Компьютерная версия: наличие ноутбука, осциллографа и программного обеспечения позволяет выполнить осциллографирование переходных процессов, снимать статические и динамические характеристики с помощью виртуал-приборов.

Исполнение настольное, компьютерная версия.

Производитель ЭнергияЛаб

Исполнение настольное, компьютерная версия.

Конструкция тематического моноблока обеспечивает возможность подключения внешних модулей и измерительных приборов.

Компьютерная версия: наличие ноутбука, осциллографа и программного обеспечения позволяет выполнить осциллографирование переходных процессов, снимать статические и динамические характеристики с помощью виртуалриборов.

Заполняя и отправляя форму на данной странице, Вы соглашаетесь с политикой конфеденциальности и обработки персональных данных.

Быстрый просмотр

Стенд "Теоретические основы электротехники" ЭЛБ-241.062.04

Состав:

1. Модули: питания; трехфазного источника питания; резисторов; реактивных элементов; нелинейных элементов; цепи с распределенными параметрами; функционального генератора; измерителя мощности и фазы; измерительный (2 шт); мультиметров; физические основы электротехники.
2. Комплект модулей для исследования статических плоско-параллельных полей.
3. Каркас.
4. Комплект соединительных проводов и кабелей.
5. Техническое описание лабораторного стенда.
6. Методические указания к проведению лабораторных работ.

Производитель ЭнергияЛаб

Заполняя и отправляя форму на данной странице, Вы соглашаетесь с политикой конфеденциальности и обработки персональных данных.

Быстрый просмотр

Стенд "Теория электрических цепей" ЭЛБ-241.007.02

Конструкция тематических моноблоков обеспечивает возможность подключения внешних модулей и измерительных приборов.

Наличие ноутбука, осциллографа и программного обеспечения позволяет выполнить осциллографирование переходных процессов, снимать статические и динамические характеристики с помощью виртуальных приборов.

Производитель ЭнергияЛаб

Заполняя и отправляя форму на данной странице, Вы соглашаетесь с политикой конфеденциальности и обработки персональных данных.

Быстрый просмотр

Стенд "Электрические цепи переменного тока" УП5055

Стенд "Электрические цепи переменного тока" представляет собой изделие стендового модульного исполнения.

Стенд предназначен для проведения лабораторно-практических занятий по дисциплине "Электрические цепи", обеспечивает изучение и исследование простейших линейных и нелинейных электрических цепей, трехфазных электрических цепей при соединении потребителей по схемам "звезда" и "треугольник", однофазного трансформатора, явления резонанса в электрической цепи.

Производитель Зарница

Быстрый просмотр

Установка "Трехфазные электрические цепи" УП6760

Оборудование представляет собой изделие настольного моноблочного исполнения.

Оборудование может применяться в процессе обучения в учреждениях среднего и высшего профессионального образования для получения базовых и углубленных знаний и навыков по курсу "Электрические цепи". Оборудование может быть также использовано на семинарах и курсах повышения квалификации электротехнического персонала предприятий и организаций.

Стенд обеспечивает знакомство учащихся с измерениями в трехфазных электрических цепях переменного тока и исследование трехфазных цепей переменного тока.

Производитель Зарница

Быстрый просмотр

Стенд "Теория электрических цепей и основы электроники" УП5793

Стенд "Теория электрических цепей и основы электроники" УП5793 предназначен для проведения опытов и экспериментов в электрических цепях постоянного и переменного тока, а также исследование различных полупроводниковых приборов, аналоговых электронных устройств на операционных усилителях, элементов цифровой и преобразовательной техники и других элементов электронной техники.

Оборудование может применяться для обучения в учреждениях среднего и высшего профессионального образования для получения базовых и углубленных знаний и навыков по курсам "Теория электрических цепей" и "Основы электроники". Также оборудование может быть использовано на семинарах и курсах повышения квалификации электротехнического персонала предприятий и организаций.

Аппаратная часть комплекта оборудования выполнена по модульному принципу.

Производитель Зарница

Быстрый просмотр

Стенд "Теория электрических цепей" (ТЭЦ-СР-1) УП5000

Стенд "Теория электрических цепей" (ТЭЦ-СР-1) предназначен для изучения электрических цепей постоянного и переменного тока, трехфазных цепей, переходных процессов в линейных и нелинейных электрических цепях, электрических цепей с последовательным и параллельным соединением элементов.

Оборудование может применяться для обучения в учреждениях среднего и высшего профессионального образования для получения базовых и углубленных знаний и навыков по курсу "Теория электрических цепей". Также оборудование может быть использовано на семинарах и курсах повышения квалификации электротехнического персонала предприятий и организаций.

Аппаратная часть стенда выполнена по модульному принципу.

Производитель Зарница

Быстрый просмотр

Стенд "Электротехника и основы электроники" (ЭТОЭ-СРМ-1), УП5010

Стенд "Электротехника и основы электроники" (ЭТОЭ-СРМ-1) представляет собой изделие стендового исполнения.

Стенд предназначен для изучения измерительных приборов и измерений в электрических цепях, изучения электрических цепей постоянного и переменного тока, трехфазных цепей, полупроводниковых приборов, аналоговых электронных устройств на операционных усилителях, элементов цифровой техники, выпрямителей и сглаживающих фильтров.

Оборудование может применяться для обучения в общеобразовательных учреждениях, учреждениях начального, среднего и высшего профессионального образования для получения базовых и углубленных знаний и навыков по курсам "Электротехника" и "Электроника". Также оборудование может быть использовано на семинарах и курсах повышения квалификации электротехнического персонала предприятий и организаций.

Производитель Зарница

Быстрый просмотр

Установка "Электротехника и основы электроники" (УЛК-ЭОЭ), УП5073

Конструктивно изделие представляет собой пластиковый кейс с набором дополнительных устройств и аксессуаров, в состав которых входят соединительные провода и кабели, электронные компоненты, клавиатура, манипулятор типа "мышь".
Кейс содержит персональный компьютер планшетного типа с операционной системой Windows и профильным программным обеспечением (приобретается отдельно), источники питания, цифровые и аналоговые измерительные приборы, функциональный и трехфазный генераторы, макетную плату для сборки и исследования схем и другие функциональные узлы.
Виртуальный двухканальный запоминающий осциллограф и установленное на планшетный моноблок программное обеспечение позволяют отображать на экране осциллограммы, записывать и выводить на печать данные.
Посредством USB-портов к планшетному моноблоку можно подключить программатор для программирования микроконтроллеров, съемный носитель для записи и хранения данных.
Данное лабораторное оборудование не требует паяльных принадлежностей, наборное поле унифицировано практически под все имеющиеся радиоэлектронные компоненты.

Производитель Зарница

Установка "Электротехника и основы электроники" (УЛК-ЭОЭ), УП5073 настольного исполнения предназначена для проведения лабораторно-практических занятий. Кейс обеспечивает изучение измерительных приборов различных типов и методик измерений в электрических цепях постоянного и переменного тока, исследование большинства радиоэлектронных компонентов и аналоговых и цифровых электронных устройств на них.

Оборудование может применяться в общеобразовательных учреждениях, учреждениях среднего и высшего профессионального образования для получения базовых и углубленных профессиональных знаний и навыков по курсам: "Основы электроники", "Моделирование и исследование электронных устройств", "Электротехника". Оборудование может быть также использовано на семинарах и курсах повышения квалификации электротехнического персонала предприятий и организаций. Возможности оборудования и направленность исследований не исчерпываются перечнем радиоэлектронных компонентов, входящих в комплект поставки, состав приборов и средств измерения, установленных в кейс, может быть расширен силами заказчика.

Учебный лабораторный стенд НТЦ-01.01.Б “Электротехника и основы электроники” предназначен для использования в качестве учебного оборудования в учреждениях высшего, среднего специального и профессионально-технического образования при проведении лабораторно-практических занятий.

  • Описание
  • Перечень выполняемых работ
  • Видео
  • Технические характеристики
  • Комплектность
  • Дополнительное оборудование
  • базис-стенда;
  • двухдвигательного электромашинного агрегата;
  • комплекта сменных панелей.

Базис-стенд содержит многократно используемые в лабораторных работах устройства (модули): вводное устройство, регулируемые и нерегулируемые источники питания, блок измерений и индикации, блок нагрузок и прочие устройства, а также рабочее поле для подключения сменных панелей.

Базис-стенд может комплектоваться различными наборами сменных панелей. Это позволяет конфигурировать стенд под разные тематические планы учебных дисциплин, а также в последующем приобретать дополнительные необходимые сменные панели при изменении перечня лабораторных работ дисциплины.

В состав базис-стенда типовой комплектации входят:

  • блок ввода БВ03 – 1 шт.;
  • блок питания БП01 – 1 шт.;
  • блок питания БП02 – 1 шт.;
  • блок питания БП03 – 1 шт.;
  • блок измерений БИ01 – 1 шт.;
  • блок нагрузок БН01 – 1 шт.;
  • блок нагрузок БН02 – 1 шт.;
  • блок сменных панелей БС01 – 1 шт.

Блок ввода БВ03 осуществляет подачу напряжения на базис-стенд, имеет в составе устройство защитного отключения, нулевую защиту, защиту от короткого замыкания.

Блок питания БП01 имеет следующие технические характеристики:

  • мощность 100 Вт;
  • Uпит 220 В, 50 Гц;
  • Uвых1 +5В, 1А стабилизированный;
  • Uвых2 +15В, 1А стабилизированный;
  • Uвых3 -15В, 1А стабилизированный;
  • Uвых4 +24В, 1А стабилизированный;
  • Uвых5 +250В, 1А нестабилизированный;
  • встроенная защита от токов короткого замыкания.

Блок БП02 представляет собой трехфазный источник питания 380/127/24 мощностью 190 Вт.

Блок БП03 представляет собой регулируемый источник питания со следующими техническими характеристиками:

  • Uвых1 ~0-250В, 2А;
  • Uвых2 +0-250В, 2А;
  • Uвых3 ~0-36В, 2А;
  • Uвых4 +0-36В, 2А.

Блок БИ01 построен на базе измерительного комплекса (28 каналов измерения, 4 гальванических развязки).

Блок нагрузок БН01 включает:

  • трехфазную регулируемую активную нагрузку;
  • трехфазную регулируемую емкостную нагрузку;
  • трехфазную регулируемую индуктивную нагрузку.

Блок нагрузок БН02 включает пусковые и регулировочные реостаты для двигателя постоянного тока.

Блок сменных панелей БС01 предназначен для установки сменных панелей, подключения к ним источников питания, средств измерения, нагрузок и устройств управления.

Предлагается дополнительная комплектация:

  • блок управляемого выпрямителя БУВ01;
  • блок широтно-импульсного преобразователя БШ01;
  • блок частотного преобразователя БЧП01.

Вместо блока измерений БИ01 может быть установлен многоканальный осциллограф БИ02 (21 канал, 3 гальванические развязки).

Двухдвигательный электромашинный агрегат включает:

  • асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором;
  • двигатель постоянного тока с независимым возбуждением;
  • оптический датчик скорости.

Стенд позволяет исследовать любую из типовых электрических машин в любой комбинации по 2 или 3 машины (поставляются в дополнительной комплектации). Дополнительно на стенд могут быть установлены блок сельсинов и блок вращающихся трансформаторов. Для исследования следящих систем предусмотрена установка энкодера.

Сменные панели имеют стандартный размер формата А4. На лицевой поверхности панели нанесено изображение электрической схемы в соответствии с лабораторной работой и расположены коммутационные гнезда, часть электрических компонентов и органов управления, влияющих на результаты исследования.

Нижняя часть сменной панели выполнена в виде печатной платы с разъемами для подключения к базис-стенду и предназначена для коммутации всех необходимых элементов стенда при выполнении лабораторной работы.

Как правило, на одной панели выполняется несколько лабораторных работ. Схемы собираются стандартными жесткими коммутационными перемычками с шагом 15 мм. Гнезда на схемах расположены так, чтобы, по возможности, исключить выход стенда из строя от ошибочных действий обучающихся.

Использование сменных панелей вместо коммутации исследуемых схем с помощью длинных проводов, соединяющих различные блоки и устройства, позволяет:

  • сконцентрировать внимание обучающихся на объекте исследования;
  • упростить работу преподавателя по контролю за действиями обучающихся, легко проверять схемы и в результате не тратить академический час на проверку схемы и поиск ошибок;
  • легко дополнять перечень лабораторных работ в соответствии с изменяющимися учебными программами.

Большинство сменных панелей являются интеллектуальными и при включении стенда автоматически производят настройку системы измерения, параметров источников питания, максимальных и минимальных величин исследуемых устройств и др.

Сменные панели имеют дополнительную защиту используемых в базис-стенде модулей питания, измерительной системы и нагрузочных элементов от ошибочных действий обучающихся.

К лабораторному стенду прилагается :

  • Программное обеспечение, в котором предусмотрено:
    • изучение теоретического материала. При этом преподаватель имеет возможность редактировать материал для изучения, что делает программное обеспечение актуальным при изменении учебных программ;
    • первичная проверка и закрепление полученных знаний с помощью теста, заложенного в программе. Программа предусматривает создание теста преподавателем для каждой лабораторной работы, а также последующее его редактирование и выбор назначения теста при проведении лабораторной работы (либо допуск к выполнению работы, либо закрепление полученных знаний, либо защита работы после ее выполнения);
    • проведение лабораторной работы с подробным поэтапным описанием экспериментов. Учащиеся по заданным параметрам осуществляют сборку схемы на панели стенда, проводят согласно инструкции эксперименты, регистрируя свои наблюдения и измерения в соответствующих полях и таблицах программы. На основании полученных данных программой предусмотрено выполнение последующих расчетов и построение графиков (в зависимости от содержания лабораторной работы). Результаты расчетов предыдущей работы могут использоваться в качестве исходных и промежуточных данных для расчетов в последующих экспериментах и работах;
    • после выполнения каждого эксперимента формируется индивидуальный итоговый отчет по лабораторной работе, сохраняемый в формате .doc, что позволяет преподавателю оценить деятельность каждого учащегося при выполнении лабораторной работы.

    Перечень выполняемых работ

    Базовая комплектация

    • Источник ЭДС в электрических цепях.
    • Исследование режимов работы электрической цепи.
    • Измерение потерь напряжения в проводах электрической цепи.
    • Электрическая мощность, КПД электрической цепи и согласование источника и нагрузки.
    • Опытная проверка закона Ома.
    • Исследование последовательного соединения резисторов.
    • Исследование параллельного соединения резисторов.
    • Исследование смешанного соединения резисторов.
    • Законы Кирхгофа.
    • Измерение потенциалов в электрической цепи.
    • Построение потенциальной диаграммы.
    • Опытная проверка принципа наложения токов.
    • Опытная проверка метода узловых потенциалов.
    • Параметры синусоидальных напряжений и тока. Активная мощность цепи синусоидального тока.
    • Определение коэффициента мощности методом амперметра, вольтметра, ваттметра.
    • Исследование электрической цепи переменного тока при параллельном соединении катушки индуктивности и конденсатора.
    • Исследование электрической цепи для получения сдвига фаз на 90 градусов.
    • Исследование резонанса напряжений в неразветвленной цепи переменного тока.
    • Исследование резонанса токов в разветвленной цепи переменного тока.
    • Трансформатор в режиме холостого хода.
    • Трансформатор в режиме короткого замыкания.
    • Трансформатор в режиме активной (резистивной) нагрузки.
    • Исследование трехфазной цепи при соединении приемников энергии звездой с симметричной, несимметричной и равномерной нагрузкой при наличии нейтрального провода и без него.
    • Исследование трехфазной цепи при соединении приемников энергии треугольником с симметричной, несимметричной и равномерной нагрузкой.
    • Исследование статических характеристик биполярного транзистора.
    • Исследование схемы усилителя с общим эмиттером на биполярном транзисторе.
    • Исследование характеристик двигателя постоянного тока.
    • Исследование характеристик генератора постоянного тока.
    • Исследование характеристик асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором.
    • Исследование схемы управления трехфазным электродвигателем с короткозамкнутым ротором.

    Дополнительная комплектация

    • Цепи синусоидального тока с конденсатором. Напряжение, ток и реактивное сопротивление конденсатора. Реактивная мощность конденсатора.
    • Параллельное соединение конденсаторов. Параллельное соединение конденсатора и резистора.
    • Последовательное соединение конденсаторов. Последовательное соединение конденсатора и резистора.
    • Цепи синусоидального тока с катушкой индуктивности. Напряжение, ток и реактивное сопротивление катушки индуктивности. Реактивная мощность катушки индуктивности.
    • Параллельное соединение катушек индуктивности.
    • Последовательное соединение катушек индуктивности.
    • Опытное изучение кривой намагничивания сердечника.
    • Исследование германиевого диода.
    • Исследование кремниевого диода.
    • Исследование стабилитрона.
    • Исследование фотодиода.
    • Исследование терморезистора.
    • Изучение схем включения трехфазных трансформаторов.
    • Опытное определение групп соединения трёхфазного двухобмоточного трансформатора.
    • Транзисторные усилители класса А, АВ и В на биполярном транзисторе.
    • Ключевой режим работы транзистора.
    • Исследование статических характеристик n-канального полевого транзистора с управляющим p-n-переходом.
    • Исследование статических характеристик n-канального МОП транзистора с изолированным затвором.
    • Исследование схемы транзисторного усилителя с общим истоком.
    • Исследование схемы повторителя на полевом транзисторе.
    • Исследование работы диодного оптрона.
    • Исследование работы транзисторного оптрона.
    • Исследование работы тиристорного оптрона.
    • Исследование работы резисторного оптрона.
    • Исследование схем базовых элементов И-НЕ и НЕ с Z-состоянием.
    • Исследование переходной характеристики и параметров базового логического элемента .
    • Исследование работы базовых логических элементов.

    Видео

    Стручкова Лариса Владимировна

    ВложениеРазмер
    proekt_elektrifitsirovannyy_stend_2017-2018.docx 504.78 КБ

    Предварительный просмотр:

    на тему : “ Универсальный электрифицированный

    Выполнили: ученики 7 М класса

    ГБОУ Школа № 1987

    Руководитель: Стручкова Л.В.,

    Наглядность играет большую роль в процессе обучения. Всем известен тот факт, что человек усваивает 10% того, что слышит, 50% того, что видит, 90% того, что сам делает.

    Одними из средств наглядности являются стенды. Они давно зарекомендовали себя в качестве одного из самых эффективных средств обучения. Яркие, динамичные они привлекают к себе внимание, в тоже время, при минимуме затраченных на их изготовление средств они содержат максимальное количество необходимых сведений.

    Наверное, поэтому ребята, работающие над проектом по разработке математической игры, обратились к нам с просьбой изготовить электрифицированный стенд, который даст возможность наглядно проверить свои знания, поскольку в случае выбора правильного ответа на стенде будет загораться лампочка.

    Можно изготовить стенд для данной конкретной игры. Но тогда он будет востребован, в лучшем случае, только раз в год. Остальное время будет пылится в какой-нибудь кладовке. А можно придумать что-то поинтереснее…

    Откликнувшись на просьбу, мы стали решать следующую проблему: как сделать так, чтобы ученики с большим интересом могли проверять свои знания по любому предмету, любой изученной теме как на уроках или переменах, так и в ходе игры.

    Для решения проблемы мы определили цель нашей работы: изготовить универсальный электрифицированный стенд, который можно использовать для проверки знаний по любым темам и учебным предметам.

    А для этого необходимо было решить следующие задачи :

    • Продумать принцип работы стенда
    • Составить схему электрической цепи
    • Подобрать комплектующие детали для сборки электрической цепи
    • Изготовить стенд для проведения математической игры

    Дальше мы стали реализовывать задумку.

    Принцип работы стенда

    Рядом с каждым вопросом и каждым ответом вкручены болты, шляпки которых являются контактами электрической цепи. С обратной стороны стенда вопросы (болты) соединены с правильными ответами (их болтами) с помощью проводов.

    С помощью проводников с металлическими наконечниками, которые выведены на лицевую сторону стенда, можно касаться вопроса (шляпки болта) и ответа (шляпки болта). В случае правильного ответа лампочка (светодиодная лента) загорается.

    Следующий этап работы заключался в обсуждении, как мы будем собирать электрическую цепь, чтобы при правильном ответе светилась лампочка. Электрические цепи мы еще не изучали, так как учимся только в 7 классе. Поэтому наши первые предложения были ошибочны. Пришлось воспользоваться учебником физики 8 класса и изучить вопрос о сборке электрических цепей. Предложенная потом схема сборки цепи была одобрена учителем.

    Третий этап работы состоял в подборе материалов. Мы воспользовались готовым стендом из пробки. Это хорошее решение, так как, заменяя вопросы и ответы, листы можно легко крепить кнопками. Размер стенда 1,18 х 0,88 м. Толщина 10 мм. Лампочку решили заменить светодиодной лентой. Оказалось, что метровая светодиодная лента хорошо работает от 2 батареек на 4,5 В. Еще понадобились болты с гайками (по 35 штук), 2 проводника с металлическими наконечниками (изготовили сами самостоятельно) и соединительные провода.

    Для реализации проекта использованы:

    • пробковый стенд размером 1,18м х0,88 м и толщиной 10 мм
    • болты с гайками (35 штук),
    • светодиодная лента (1 м),
    • батарейки 4,5 В (2 штуки),
    • 2 проводника с металлическими наконечниками,
    • соединительные провода.

    Физика. 8 кл.: учеб. для общеобразовательных учреждений / А.В.Перышкин.- М.: Дрофа, 2013.

    Изобретение относится к области обучающих устройств и может быть использовано для демонстрации и получения практических навыков работы с электрическими схемами. Технический результат заключается в расширении функциональных и дидактических возможностей. Стенд содержит блок питания, устройство коммутации, блок управления и индикации, генератор одиночных импульсов, генератор периодических сигналов, генератор постоянного напряжения, блок защиты от короткого замыкания, наборное поле, содержащее набор активных и пассивных электроэлементов, детектор максимального значения, детектор среднего значения, преобразователь аналогового сигнала, повторитель напряжения, панель с контрольными гнездами, блок измерительных приборов. 8 ил.

    Изобретение относится к области обучающих устройств и может быть использовано для демонстрации и получения практических навыков работы с электрическими схемами.

    Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является учебный стенд по электронике (РФ, патент № 2067779, G 09 В 23/18). Известное устройство содержит блок питания, соединенный через устройство коммутации с блоком электрических схем, включающим представленные в виде накладных панелей моделируемые функциональные узлы электрических схем, блок защиты от короткого замыкания и панель с контрольными гнездами.

    Недостатком данного устройства являются ограниченное количество исследуемых электрических схем, невозможность изменения и измерения параметров электрических элементов внутри схемы, отсутствие возможности точного количественного измерения электрических параметров схем.

    Задача, решаемая изобретением, - расширение функциональных и дидактических возможностей.

    Указанная задача решается за счет того, что в стенд, содержащий блок питания, подключенный к устройству коммутации, блок электрических схем, соединенный с блоком защиты от короткого замыкания, панель с контрольными гнездами, дополнительно введены генератор одиночных импульсов, генератор периодических сигналов, генератор постоянных напряжений, блок управления и индикации, подключенные к устройству коммутации, которое через блок защиты от короткого замыкания соединено с блоком электрических схем, выполненным в виде наборного поля, содержащего набор активных и пассивных электрических элементов, электрически не связанных друг с другом, и контактные гнезда, к которым присоединены выводы электрических элементов, наборное поле подключено к панели с контрольными гнездами и к объединенным входам детектора максимального значения, детектора среднего значения, преобразователя аналогового сигнала, выполненного в виде частотного фильтра, и повторителя напряжения, выходы которых также подключены к панели с контрольными гнездами, входы блока измерительных приборов также подключены к контрольным гнездам панели.

    Предложенное техническое решение имеет следующие отличительные от прототипа признаки.

    Введение генератора одиночных импульсов позволяет исследовать динамические характеристики, в частности характеристики заряда/разряда конденсаторов; генератор периодических сигналов, в частности синусоидальных, служит для изучения электрических схем, содержащих, например, трансформатор, RC-цепи, выпрямители, ограничители, пиковые детекторы, детекторы средних значений и т.д., генератор постоянного напряжения позволяет выводить законы Ома, Кирхгофа и др.

    Блок управления и индикации позволяет более удобно и точно контролировать влияние входных воздействий на электрические элементы изучаемой электрической схемы.

    Выполнение блока электрических схем в виде наборного поля с набором активных и пассивных электрических элементов, электрически не связанных друг с другом, позволяет из ограниченного набора элементов собирать и изучать большее количество электрических схем, путем последовательного/параллельного подключения электрических элементов изменять параметры самой изучаемой схемы и ее отдельных элементов.

    Детекторы максимальных и средних значений расширяют возможности измерений электрических параметров. Преобразователь аналогового сигнала позволяет преобразовать аналоговый сигнал для измерения косвенных параметров и представляет собой частотный фильтр с заданными амплитудно-фазочастотными характеристиками, определяемыми номиналами RC-цепей. Подключение наборного поля через повторитель напряжения к панели с контрольными гнездами позволяет измерять напряжения в различных точках исследуемой схемы, а прямое подключение - измерять силу тока.

    Включение блока защиты от короткого замыкания между устройством коммутации и наборным полем позволяет защитить от КЗ задатчики входных сигналов и исследуемую электрическую схему при некорректных действиях обучаемого. Блок защиты от короткого замыкания содержит аналоговые ключи, позволяющие передавать сигнал как в прямом, так и в обратном направлениях.

    Блок измерительных приборов позволяет количественно определять электрические параметры изучаемых схем.

    Предложенное техническое решение позволяет изучать при ограниченном наборе электрических элементов большое количество электрических схем, их отдельных фрагментов, анализировать их параметры, получать точные количественные характеристики. Стенд для изучения основ электротехники представляет собой многофункциональный демонстрационный и исследовательский комплекс, обеспечивающий получение знаний и умений по множеству индивидуальных образовательных траекторий. Это позволяет применять стенд в лабораторных занятиях, кружковой работе, демонстрационных опытах. Таким образом, предложенное техническое решение обеспечивает расширение функциональных и дидактических возможностей.

    Приведенная совокупность признаков, характеризующих заявленный объект, обуславливает достижение такого технического результата, который обеспечивает решение задачи изобретения.

    Анализ уровня техники показывает, что не известен стенд, которому присущи признаки, идентичные всем существенным признакам данного изобретения. Это свидетельствует о новизне предложенного технического решения.

    Предложенное техническое решение применимо, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, т.к. может быть изготовлено в условиях серийного и единичного производства с применением различных, выпускаемых серийно, комплектующих, а следовательно, соответствует условию патентоспособности “промышленная применимость”.

    На фиг.1 изображена структура учебного стенда; на фиг.2 - пример задания для изучения процесса заряда и разряда конденсатора; на фиг.3 - монтажная схема, собираемая по принципиальной схеме фиг.2; на фиг.4 - пример сборки преобразователя аналогового сигнала в виде: а) интегратора, б) дифференциатора; на фиг.5 - пример задания для изучения работы трансформатора и выпрямителя переменного тока; на фиг.6 - монтажная схема, собираемая по принципиальной схеме фиг.5; на фиг.7 - пример задания для изучения закона Ома, на фиг.8 - монтажная схема, собираемая по принципиальной схеме фиг.7.

    Устройство работает следующим образом.

    Для изучения и исследования динамических процессов, в частности, процесса заряда и разряда конденсатора обучаемый, в соответствии с методическим заданием, с помощью внешних проводников собирает на наборном поле 8, устройстве коммутации 2 и панели 13 по схеме электрической принципиальной (фиг.2) монтажную схему (фиг.3) путем коммутации соответствующих контактных гнезд. После включения питания выключателем “Питание” на блоке питания 1 производится установка (сброс) изучаемой схемы кнопкой SA3 на блоке управления и индикации 3, при этом исследуемый конденсатор С1 разряжается, а счетчик обнуляется. Далее, после нажатия кнопки SA2 на блоке управления и индикации 3, генератор одиночных импульсов 4 вырабатывает одиночный импульс длительностью 1 сек, которым управляется электромагнитное реле К1 на наборном поле 8, на блоке управления и индикации 3 светодиод VD2 индицирует наличие импульса, а счетчик подсчитывает количество импульсов. Через контакты К1.1 и зарядный резистор R1 конденсатор С1 на наборном поле 8 заряжается в течение 1 сек напряжением заряда Uзap от блока питания 1. Напряжение на конденсаторе С1 считывается по вольтметру PV1 на блоке измерительных приборов 14, подключенном к заряженному конденсатору С1 через панель 13 с контрольными гнездами и повторитель напряжения 12. Данные исследования: количество импульсов и соответствующие им напряжения заносятся в таблицу, по которой строится график зависимости заряда конденсатора от количества дозированных по времени импульсов, т.е. от времени заряда. Для натурной количественной проверки работы стенда, при измерении постоянной времени RC-цепи, вольтметр PV1 блока измерительных приборов 14 подключается через панель с контрольными гнездами 13 к наборному полю 8 через преобразователь аналогового сигнала 11 (фиг.2, 3 - пунктир), выполненный в виде интегратора (фиг.4а), при этом можно выбрать RC=R1С1, и далее к генератору одиночных импульсов 4. Затем проводятся измерения, описанные выше, и результаты измерений: напряжения и время заряда/разряда конденсатора заносятся в другую таблицу, производится сравнительный анализ результатов (заряд RC-цепи по экспоненте и линейный заряд конденсатора обратной связи).

    С использованием генератора периодических сигналов 5 вместо генератора одиночных импульсов 4 изучаются и исследуются электрические схемы переменного тока. Например, обучаемый, в соответствии с методическим заданием, с помощью внешних проводников собирает на наборном поле 8, устройстве коммутации 2 и панели 13 по схеме электрической принципиальной (фиг.5) монтажную схему (фиг.6) для изучения и исследования работы трансформатора и выпрямителя переменного тока. Периодический гармонический сигнал с генератора 5 периодических сигналов через устройство коммутации 2 и аналоговый ключ 7.1 блока защиты 7 от короткого замыкания подается на собранную на наборном поле 8 электрическую схему. Вольтметр PV1 на блоке измерительных приборов 14 через панель 13 с контрольными гнездами поочередно подключается: непосредственно к одному из выходов электрической схемы (Вых. 1 или Вых. 2) на наборном поле 8 для изучения работы выпрямителя или через детектор 9 максимального значения для определения амплитудного значения гармонического сигнала, или через детектор 10 среднего значения для определения среднего значения. Измерения производятся на нескольких различных амплитудах и частотах генератора 5 и при различных параметрах схемы. Результаты измерений заносятся в таблицу для проведения сравнительного анализа. Для наблюдения и изучения скорости изменения напряжения измерения производятся с подключением измерительного прибора (вольтметра или осциллографа, входящих в блок 14 измерительных приборов) через преобразователь 11, выполненный в виде дифференциатора (фиг.4б).

    Для вывода закона Ома обучаемый, в соответствии с методическим заданием, собирает на наборном поле 8 по схеме электрической принципиальной (фиг.5) монтажную схему (фиг.6). С генератора постоянного напряжения 6 определенное постоянное напряжение через устройство коммутации 2 и аналоговый ключ 7.1 блока защиты 7 от короткого замыкания поступает на вход электрической схемы на наборном поле 8. Вольтметр PV1 и амперметр РА1 блока измерительных приборов 14 через панель с контрольными гнездами 13 подключаются к изучаемой электрической схеме. Измерения производятся при нескольких различных значениях входных постоянных напряжений и при различных параметрах электрической схемы RA и RВ. Результаты измерений заносятся в таблицу, по которой строятся вольт-амперные характеристики.

    Аналогично, из элементов стенда формируются и другие варианты структур, позволяющих решать учебные задачи, поясненные выше, а также выполнять множество других экспериментальных работ.

    Стенд для изучения основ электротехники, содержащий блок питания, подключенный к устройству коммутации, блок электрических схем, соединенный с блоком защиты от короткого замыкания, панель с контрольными гнездами, отличающийся тем, что в него дополнительно введены генератор одиночных импульсов, генератор периодических сигналов, генератор постоянных напряжений, блок управления и индикации, подключенные к устройству коммутации, которое через блок защиты от короткого замыкания соединено с блоком электрических схем, выполненным в виде наборного поля, содержащего набор активных и пассивных электрических элементов, электрически не связанных друг с другом, и контактные гнезда, к которым присоединены выводы электрических элементов, наборное поле подключено к панели с контрольными гнездами и к объединенным входам детектора максимального значения, детектора среднего значения, преобразователя аналогового сигнала и повторителя напряжения, выходы которых также подключены к панели с контрольными гнездами, входы блока измерительных приборов также подключены к контрольным гнездам панели.

    Читайте также: