آزمایشگاه اندازه گیری مدار

اساتید مربوطه: دکتر صالحه پورشیخعلی
کارشناس مربوطه: مهندس اسلام دادگر
نوع آزمایشگاه: آموزشی

 

 

الف)   معرفی کلی آزمایشگاه اندازه گیری مدار

 

 

 

در این آزمایشگاه دانشجویان مهندسی برق به بررسی و مشاهده مفاهیم اساسی و پایه ای که در دروس مدارهای الکتریکی 1 و 2 با آنها آشنا شده اند می پردازند و ضمن آشنایی با دستگاه های مختلف اندازه گیری، با انجام آزمایش های مختلف با نحوه کار دستگاه ها و نحوه اندازه گیری کمیت های الکتریکی مختلف آشنا می گردند. همچنین، برقراری قوانین اساسی حاکم بر مدارهای الکتریکی و صحت روابطی که در درس مدارهای الکتریکی به صورت تئوری با آنها آشنا شده اند را در این آزمایشگاه از طریق انجام آزمایش های گوناگون بر روی مدارهای مختلفی که تشکیل می دهند عیناً مشاهده می نمایند. 

 

ب) تجهیزات موجود

 

مهمترین تجهیزات مورد استفاده در آزمایشگاه اندازه­ گیری مدار به شرح ذیل می­باشد:

 

1- اسیلوسکوپ

 

2- فانکشن ژنراتور

 

 

3- منیع تغذیه DC

 

 

 

4- مولتی متر:

 

 

5- مجموعه مقاومت، سلف، خازن و ترانسفورماتور

 

 

ج‌)    آزمایش های ارائه شده

 

 

1.    در چند آزمایش اول دانشجویان با نحوه اندازه گیری ولتاژ، جریان و مقاومت در مدارهای الکتریکی آشنا شده و از طریق انجام آزمایش های مختلف بررسی می کنند که چگونه می توان از مولتی مترها برای سنجش مقادیر ولتاژ و جریان بیشتر از آنچه که برای آن ساخته شده

اند استفاده نمود. همچنین، به مشاهده خطای اندازه گیری، پدیده ای که به طور گسترده هنگام اندازه گیری پارامترهای مختلف در مدارها با آن مواجه می-شوند، پرداخته و در مورد علل آن تحقیق می کنند.   


2.    با توجه به اینکه اسیلوسکوپ یکی از اساسی ترین وسایل اندازه گیری کمیت های الکتریکی است، دانشجویان ضمن آشنایی اولیه با اسیلوسکوپ و کاربردهای آن، با نحوه تنظیم آن به منظور شروع انجام آزمایش آشنا می گردند. همچنین، در آزمایش های مختلف به اندازه گیری پارامترهای مختلف الکتریکی با استفاده از اسیلوسکوپ می پردازند. نمونه ای از این آزمایش ها عبارتند از تعیین اختلاف فاز دو سیگنال، تعیین فرکانس یک سیگنال مجهول، بدست آوردن منحنی مشخصه عناصر غیرخطی.


3.    در آزمایش های بعدی به بررسی قوانین اصلی حاکم بر مدارهای الکتریکی پرداخته می شود. دانشجویان از طریق بستن مدارهای مختلف، نحوه محاسبه مقاومت معادل در مدارهای شامل اتصالات سری و موازی مقاومت ها آشنا شده و برقراری قانون اهم، قانون جریان (KCL) و قانون ولتاژ (KVL) را در آن مدارها مشاهده می کنند. همچنین با کمک انجام آزمایش و از طریق محاسبه، به بررسی یکسان بودن اثر مدارها و معادل آنها، که به روش تونن و نورتن بدست می آید، پرداخته و قضیه انتقال توان ماکزیمم را بررسی می نمایند. 

   
4.    در گام بعد هدف آشنا نمودن دانشجویان با عناصر مداری سلف و خازن، بررسی اتصالات سری و موازی آنها، کاربرد مدارهای RC به عنوان فیلترهای بالاگذر و پایین گذر و نیز بررسی پاسخ گذرای مدارهای RL و RC می باشد. در این بخش دانشجویان با بستن مدارهای RC و RL و اعمال شکل موج های مختلف شامل مربعی، مثلتی و سینوسی با فرکانس های مختلف در ورودی، به مشاهده ولتاژ دو سر سلف یا خازن و مقاومت به عنوان پاسخ مدار نموده و با توجه به منحنی مشاهده شده ثابت زمانی مدار موردنظر را بدست می آورند.


5.    در نهایت به بررسی پدیده القای متقابل و مشاهده اثر آن در انواع ترانسفورماتورهای اندازه گیری پرداخته می شود. دانشجویان با انجام آزمایش های مختلف در این بخش، علاوه بر آموختن نحوه کار با ترانسفورماتورهای ولتاژ و جریان، به تحقیق موارد زیر در مورد ترانس ها می پردازند: محاسبه نسبت دورهای ثانویه به اولیه ترانس از طریق اندازه گیری ولتاژ اولیه و ثانویه، تشخیص کاهنده یا افزاینده بودن ترانس، بررسی ارتباط نسبت دورهای سیم پیچ های ثانویه به اولیه ترانس با نسبت جریان ثانویه به اولیه آن، بررسی اثر تغییر فرکانس بر نسبت ولتاژ ثانویه به اولیه ترانس، محاسبه تلفات هسته آهنی و سایر تلفات ترانس به ترتیب در حالت بی باری و اتصال کوتاه خروجی ترانس.