АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

  

 

 

Кафедра теоретических основ электротехники

 

Теоретические основы электротехники 1.

Методические указания к лабораторным работам

(для студентов специальности 050702-Автоматизация и управление)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Алматы 2006

 

        СОСТАВИТЕЛИ: С.Ю. Креслина, Л.П. Болдырева.

        Теоретические основы электротехники 1. Методические указания к  выполнению лабораторных работ. (для студентов всех форм обучения специальности 050702-Автоматизация и управление) - Алматы, АИЭС: 2006.-27  с.

 

 

 

 

 

Методическая разработка содержит основные положения по подготовке, выполнению и оформлению лабораторных работ по дисциплинам ТОЭ1.

Каждая лабораторная работа включает следующие разделы: цель работы, подготовка к работе, порядок выполнения работы, оформление и анализ результатов работы и выводы о проделанной работе.

Методическая разработка предназначена для студентов, обучающихся по специальности бакалавриата 050702 – Автоматизация и управление.

Ил. 17,  табл. 13, библиогр. -  5 назв.

 

 

 

 

 

 

Рецензент: канд. техн. наук, доцент кафедры ИК А.А. Копесбаева

 

 

 

 

 

 

 

Печатается по плану издания Алматинского института энергетики и связи на 2006 г.

 

 

 

 

 

 

 

Ó Алматинский институт энергетики и связи, 2006г.

Содержание  Введение......................................................................................................................3

1 Порядок выполнения и правила оформления отчетов лабораторных работ.............................................................................................................................6

2 Лабораторная работа №1. Исследование цепей постоянного тока...............................................................................................................................8

3   Лабораторная работа №2. Исследование цепей однофазного синусоидального тока.............................................................................................................................11

4 Лабораторая работа №3.Исследование резонанса напряжений.......................16

5 Лабораторная работа №4. Исследование трехфазной цепи при соединении фаз источника и приемника звездой.......................................................................17

Список литературы...................................................................................................27

 

 

 

 

 

 

 

  Введение

Для повышения качества подготовки специалистов, формирования у студентов творческого мышления и инженерных навыков большое значение имеют лабораторные занятия.

Данная методическая разработка содержит описание обязательных лабораторных работ по ТОЭ1 для студентов специальности “Автоматизация и управление”. Лабораторные задания представляют собой комплекс работ экспериментального и расчетного характера по исследованию линейных электрических цепей постоянного, синусоидального однофазного и трехфазного токов. Все лабораторные работы выполняются фронтальным методом после того, как материал данной темы изложен на лекции.

Практическая реализация лабораторных занятий на кафедре ТОЭ обеспечивается универсальными учебно-исследовательскими лабораторными стендами УИЛС - 2 

Стенд УИЛС-2 представляет собой стол, на котором закреплен пульт, состоящий из корпусов активных и пассивных блоков, соединенных наборным полем. В корпусах установлены соответствующие блоки.  В состав стенда входят 29 наборных элементов и соединительные провода со штекерами.

Пульт представляет собой металлический корпус активных блоков, содержащий блок постоянного напряжения БПН, блок переменного напряжения БПрН, блок трехфазного напряжения БТН, корпус пассивных блоков, содержащий блок переменного сопротивления БПС, блок переменной индуктивности БПИ, блок переменной емкости БПЕ, соединенных между собой наборным полем НП.

БПН содержит:

- регулируемый источник постоянного стабилизированного напряжения с напряжением на выходе от 0 до 25 В;

- нерегулируемый источник постоянного напряжения с напряжением на выходе около 20 В;

- «электронный ключ», применяемый для исследования переходных процессов.

Оба источника напряжения снабжены схемой защиты от короткого замыкания и перегрузок. Ток срабатывания защиты

БПрН представляет собой источник однофазного переменного напряжения  регулируемой частоты синусоидальной, прямоугольной и треугольной формы.

Схема снабжена электронной защитой от короткого замыкания и перегрузок. Ток срабатывания защиты

БТН является источником трехфазного напряжения промышленной частоты. Все фазы электрически не зависят друг от друга.

Каждая фаза снабжена электронной защитой от короткого замыкания и перегрузок. Ток срабатывания защиты

БПС состоит из трех нерегулируемых резисторов  и трех регулируемых схем резисторов . Регулирование сопротивления  осуществляется ступенчато, с помощью соответствующих переключателей.

БПИ состоит из трех нерегулируемых катушек индуктивности  и трех регулируемых схем индуктивности . Регулирование индуктивности осуществляется ступенчато, с помощью соответствующих переключателей.

БПЕ состоит из трех нерегулируемых конденсаторов и трех регулируемых емкостей .  Регулирование емкости осуществляется ступенчато, с помощью соответствующих переключателей.

На лицевых панелях блоков расположены органы сигнализации (индикаторы, лампы), органы управления (ручки переключателей, тумблеры, кнопки) и измерительные приборы.

НП представляет собой панель с 67 парами определенным образом соединенных гнезд, предназначенных для подключения и установки наборных элементов НЭ, представляющих собой элементы исследуемых цепей. НЭ выполнены в виде прозрачных пластмассовых коробочек, в торце которых имеется вилка, а внутри впаяны элементы электрических цепей.

Для включения активного блока тумблер СЕТЬ установить в положение ВКЛ, при этом загорится индикатор СЕТЬ.

Измерительные приборы БПН и БПрН предназначены для контроля величины тока и напряжения регулируемых источников напряжения. Регулирование осуществляется с помощью потенциометра.

Частота в БПрН регулируется переключателем ступенчато через 1 кГц и потенциометром плавно. Когда потенциометр ЧАСТОТА ПЛАВНО находится в крайнем правом положении, то частота выходного напряжения соответствует величине, указанной на переключателе ступенчатой регулировки с точностью .

Величину напряжения на выходе каждой фазы БТН можно регулировать ступенчато с помощью переключателей от 1 до 9 В и от 0 до 30 В.

При возникновении короткого замыкания либо перегрузки (неправильно собрана схема) в блоках срабатывает электронная защита, при этом загораются индикаторы ЗАЩИТА. После устранения причин возникновения короткого замыкания либо исправления ошибки в набранной схеме необходимо, нажав кнопку ЗАЩИТА, вернуть схему блока в рабочее положение, при этом индикатор гаснет.

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Порядок выполнения и правила оформления отчетов лабораторных работ

 

Задание на выполнение соответствующей лабораторной работы студент получает на предыдущем занятии (за 1-2 недели).

Каждый студент самостоятельно готовит отчет для выполнения  лабораторной работы, знакомится с целью лабораторного задания, основными теоретическими положениями проводимого эксперимента.

Перед выполнением экспериментальной части студент проходит собеседование по вопросам подготовки, показывает преподавателю подготовленный отчет для выполнения лабораторной работы и получает допуск к работе.

После выполнения экспериментальной части отчет дооформляется: проводится сравнение теории с экспериментом, строятся необходимые графики, проводится анализ результатов и делаются выводы по работе.

Отчет по лабораторной работе защищается каждым студентом на текущем  или на следующем лабораторном занятии, или на консультации.

К выполнению следующей лабораторной работы допускается студент, выполнивший и защитивший предыдущую лабораторную работу.

 

Отчет содержит титульный лист и следующие разделы:

- цель работы;

- основные теоретические положения и ответы на вопросы подготовки;

- краткие сведения об эксперименте;

- принципиальная схема исследуемой цепи;

- перечень приборов  и элементов;

- расчетные формулы, вычисления, предполагаемые графики исследуемых электрических величин и режимов цепи;

- результаты исследования (таблицы, графики, числовые значения параметров и электрических величин);

- выводы.

Отчеты оформляются на листах белой или линованной бумаги формата А4 (210х297 мм), которые заполняются с одной стороны. В тексте, написанном четко и аккуратно пастой одного цвета, допускается применение только общепринятых обозначений или сокращений, расшифрованных при первом упоминании.

 Предлагается примерная форма титульного листа.

 

 

 

 

 

 

 

 

АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ СВЯЗИ

 

КАФЕДРА ТОЭ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОТЧЕТ по работе №

 

 

_________________________________________________________________

(полное наименование работы)

_________________________________________________________________

 

 

 

 

 

 

 

                                                     Работа выполнена _______________________

                                                                                        (дата выполнения)

                                      

                                          Студентом______________________________

                                                                                 (фамилия и инициалы)

 

                                           Группа ______________________________                                                                   

                                                                                                         
                                                                                                        (шифр группы)

                                           Совместно со студентами________________

 

                                         Отчет принят__________________________

                                                                                (дата принятия отчета)

                                         Преподаватель_________________________

                                                                                                      (Ф.И.О.) 

 

 

Алматы 200...

2 Лабораторная работа №1. Исследование цепей постоянного тока

2.1Цель работы

Получение навыков экспериментального исследования цепей постоянного тока.

 

2.2 Подготовка к работе

Повторить раздел курса ТОЭ «Линейные электрические цепи постоянного тока»:

Письменно ответить на следующие вопросы:

2.2.1Привести формулировки законов Ома и Кирхгофа.

2.2.2Каковы особенности применения законов Кирхгофа при анализе цепей с источниками тока?

2.2.3Какой источник энергии называется источником напряжения (ЭДС) и какой источником тока? Привести электрические схемы реальных и идеальных источников напряжения и тока.

2.2.4 В чем суть принципа наложения?

2.2.5 Как записать ток в какой-либо ветви при помощи ЭДС источников и входных, и взаимных проводимостей ветвей?

2.2.6 Что такое потенциальная диаграмма цепи, как ее получить экспериментально?

2.2.7 Привести формулы расчета эквивалентного сопротивления при последовательном, параллельном, смешанном соединении сопротивлений, а также формулы преобразования треугольника сопротивлений в эквивалентную звезду сопротивлений и наоборот.

 

2.3 Порядок выполнения работы

2.3.1 Измерить сопротивления всех резисторов, заполнить таблицу 1.1

Таблица 1.1

Резистор

 

2.3.2 Согласно варианту задания (рисунок 1.1-1.6), изобразить исследуемую схему, задаться положительными направлениями токов в ветвях. Собрать цепь из резисторов, использованных в п.2.3.1, и источников напряжения. При сборке предусмотреть клеммы для подключения измерительных приборов. Ампервольтметры подключить в соответствии с выбранными направлениями токов.

2.3.3 Измерить токи в ветвях.

 

 

Таблица 1.2

 

 

2.3.4 Принять условно потенциал одного из узлов за нуль. Измерить потенциалы всех точек, указанных на схеме. Результаты занести в таблицу 1.3.

 

Таблица 1.3

 

2.3.5 Измерить токи  при действии первого источника ЭДС .

2.3.6 Измерить токи  при действии первого источника ЭДС .

2.3.7 Измерить токи при действии двух источников ЭДС. Результаты занести в таблицу 1.4

 

Таблица 1.4

Вид исследования
Экспериментально
Теоретически

 

 

2.4 Оформление и анализ результатов работы

2.4.1 Проверить выполнение 1 закона Кирхгофа для цепи (рисунок 1.1-1.6). Рассчитать для каждого узла погрешность измерения токов.

где - наибольший из токов данного узла. Результаты занести в таблицу 1.4

2.4.2 Проверить выполнение второго закона Кирхгофа для цепи (рисунок 1.1-1.6). Рассчитать для каждого контура погрешность измерения напряжений.

где  - наибольшее из напряжений данного контура. Результаты занести в таблицу 1.5.

 

 

 

Таблица 1.5

Узлы		1	2	3
Сумма токов	мA
Максимальный ток в узле	мА
Погрешность	%

 

Таблица 1.6

Контуры		1	2	3
Сумма напряжений	В
Максимальное напряжение в контуре	В
Погрешность	%

 

2.4.3 Построить потенциальную диаграмму для внешнего контура исследуемой цепи (рисунок 1.1-1.6).

 

2.4.4 По данным таблицы 1.4 рассчитать входные и взаимные проводимости ветвей . Используя эти значения, написать выражение для токов  и  через ЭДС Е₁ и Е₂ согласно принципу наложения.

 

2.4.5 Сделать выводы о проделанной работе.

 

3 Лабораторная работа №2. Исследование цепей однофазного синусоидального тока

 

3.1 Цель работы

Получение навыков экспериментального исследования цепей однофазного синусоидального тока.

3.2 Подготовка к работе

При подготовке к работе необходимо изучить разделы курса ТОЭ, относящиеся к цепям однофазного синусоидального тока.

//Л1//.с. 63-85; 92-100; 161-164.

Выполнить следующее:

3.2.1 Записать закон Ома в комплексной форме и для действующих значений  неразветвленной цепи  (рисунок 2.1).

3.2.2 Составить уравнения по законам Кирхгофа в комплексной форме для одной из цепей на рисунках 2.3÷2.8 (в соответствии с вариантом задания).

3.2.3 Построить векторные диаграммы токов и напряжений для цепей, представленных на рисунках 2.1,2.2 и для одной из цепей рисунков 2.4÷2.8 (в соответствии с вариантом).

3.2.4 Написать формулы для расчета активной, реактивной и полной мощностей, а также уравнение энергетического баланса в цепях синусоидального тока.

 

3.3 Порядок выполнения работы

 

3.3.1 Собрать цепь по схеме  (рисунок 2.1.). Установить напряжение на входе в пределах от 5 до 15 В, частоту источника  1000Гц. Активное сопротивление .; индуктивность катушки , емкость  Измерить ток и напряжения на всех элементах, а также активное сопротивление катушки индуктивности . Результаты измерений занести в таблицу2.1.Таблица 2.1

  

3.3.2 Собрать цепь по схеме (рисунок 2.2). Напряжение на входе установить в пределах от 5 до 15 В, частоту источника  1000Гц. Активное сопротивление .; индуктивность катушки , емкость  Измерить ток и напряжения на всех элементах, а также активное сопротивление катушки индуктивности . Результаты измерений занести в таблицу 2.2.

Таблица 2.2

 

3.3.3 Собрать цепь по схеме, представленной на рисунках 2.3÷2.8. Установить напряжение на входе в пределах от 5 до15 В, частоту источника  1000Гц. Активное сопротивление .; индуктивность катушки , емкость   Измерить токи во всех ветвях, напряжения на всех элементах цепи и на параллельном участке . Результаты измерений представить в виде таблицы, в которой указать величину напряжения, частоту источника, параметры всех элементов (сопротивлений, индуктивностей и емкостей), величину токов во всех ветвях и напряжений на всех участках цепи, активное сопротивление катушки индуктивности.

 

3.4 Оформление и анализ результатов работы

3.4.1 По данным таблицы 2.1 построить векторную диаграмму тока и напряжений для схемы (рисунок 2.1). Проверить выполнение второго закона Кирхгофа.

3.4.2 Используя данные таблицы 3.2, построить векторную диаграмму напряжений и токов для схемы  (рисунок 3.2). По векторной диаграмме проверить выполнение первого закона Кирхгофа.

3.4.3 По данным пункта 3.3 построить векторную диаграмму токов и напряжений для исследуемой цепи.

Рассчитать активную, реактивную и полную мощности источника. Проверить соотношение, связывающее эти мощности.

 Составить уравнение баланса активной мощности для исследуемой цепи и проверить его выполнение.

3.4.4 Сделать выводы о проделанной работе

 

 

 

 

 

 

                                                    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Лабораторная работа № 3. Исследование резонанса напряжений

4.1 Цель работы

Получение навыков экспериментального исследования резонансных явлений в электрических цепях.  

4.2 Подготовка к работе

Повторить раздел курса ТОЭ «Резонанс в электрических цепях». Л1. с. 105-113; Л2 с.108-116; Л3. с.302-317.

 

Письменно ответить на следующие вопросы:

 4.2.1 Какой режим работы электрической цепи называется резонансом? Записать условие резонанса.

4.2.2 В каких электрических цепях возникает резонанс напряжений, резонанс токов? Нарисовать электрические схемы этих цепей.

4.2.3 При каком условии в электрической цепи возникает резонанс напряжений?

4.2.4 Как рассчитать резонансную угловую частоту  и резонансную частоту ?

4.2.5 Какая величина называется характеристическим сопротивлением контура?

4.2.6 Записать формулы для расчета полного сопротивления цепи и тока в режиме резонанса напряжений.

4.2.7 Как рассчитать напряжение на индуктивности и емкости при резонансе напряжений?

4.2.8 Как определяется добротность последовательного колебательного контура? Во сколько раз напряжение на индуктивности и емкости в режиме резонанса превышает входное напряжение при добротностях ?

4.2.9 Построить векторные диаграммы для электрической цепи с последовательно соединенными участками :

а) при резонансе;

б) до и после резонанса.

4.2.10 Как рассчитать угол сдвига фаз  между током и напряжением на входе последовательного колебательного контура?

4.2.11 Построить график зависимости . Какому значению равен угол сдвига фаз   при резонансе?

4.2.12 Построить частотные характеристики цепи .

4.2.13 Построить резонансные кривые .

4.2.14 Построить резонансные кривые  для последовательных колебательных контуров с разной добротностью.

4.2.15 Как определить полосу пропускания последовательного колебательного контура?

Рассчитать согласно заданному варианту (таблица 3.1) резонансные частоты   и ; характеристическое сопротивление контура; активное сопротивление контура для  двух значений добротности .

 

Таблица 3.1

Вариант
1	0,02	1
2	0,01	3
3	0,01	4
4	0,02	2
5	0,01	2
6	0,02	3

       

 

 

Рисунок 3.1

4.3 Порядок выполнения работы

4.3.1 Собрать последовательный колебательный контур (рисунок 3.1). Установить напряжение на входе В. В качестве резистора, катушки и конденсатора использовать блоки переменных сопротивления, индуктивности и емкости или элементы наборного поля. Установить номинальные значения параметров согласно варианту задания (таблица 3.1). Сопротивление резистора определяется по формуле , где R- активное сопротивление контура, рассчитанное для добротности ;  - активное сопротивление катушки индуктивности.

4.3.2 Изменяя частоту входного напряжения, снять зависимости  для контура с добротностью . Измеренные значения занести в таблицу 3.2. Во время работы действующее значение входного напряжения поддерживается неизменным.

4.3.3 Установить сопротивление резистора в контуре для добротности . Изменяя частоту входного напряжения, снять зависимость . Измеренные значения занести в таблицу 3.2.

 

4.4 Оформление и анализ результатов работы

4.4.1 По экспериментальным данным таблицы 3.2 построить резонансные кривые  . Напряжение  рассчитать по формуле , сравнить с теоретическими кривыми, сделать выводы.

4.4.2 Рассчитать зависимости  для добротностей и  по данным таблицы 3.2. Построить графики зависимости . По резонансным кривым   определить граничные частоты для двух значений добротности 2,5 и 5, сделать выводы.

4.4.3 Определить по экспериментальным данным (таблица 3.2) резонансную частоту по максимальному значению тока в цепи при неизменном входном напряжении.

4.4.4 Рассчитать и построить график зависимости угла  от частоты;  где . Сравнить с теоретической кривой, сделать выводы.

4.4.5 Рассчитать полную и активную мощности при резонансе по экспериментальным данным (таблица 3.2), сделать выводы.

4.4.6 По экспериментальным данным (таблица 3.2) определить добротность контура . Сравнить с заданными значениями.

4.4.7 Сделать выводы по работе.

 

 

 

 

 

 

Таблица 3.2

	Добротность

 

5 Лабораторная работа № 4. Исследование трехфазной цепи при соединении фаз источника и приемника звездой

 

5.1 Цель работы

Получение навыков экспериментального исследования трехфазных цепей при соединении источника и приемника звездой. Экспериментально изучить основные соотношения фазных и линейных величин в симметричных и несимметричных режимах, роль нейтрального провода.

 

5.2 Подготовка к работе

Повторить раздел курса ТОЭ «Трехфазные цепи»:

 пример 10.1

Ответить на вопросы:

5.2.1 Какое соединение фаз источника и приемника называется «соединение звездой»?

5.2.2 Какие точки на схеме трехфазной цепи называют нейтральными, какой провод называют нейтральным (нулевым) проводом?

5.2.3 Какие провода называются линейными, какие величины токов и напряжений называют фазными, какие линейными?

5.2.4 Какой режим трехфазной цепи называется симметричным?

5.2.5 Какие соотношения между фазными и линейными величинами токов и напряжений при симметричном режиме, какому значению равны ?

5.2.6 Записать формулу для расчета напряжений  по методу двух узлов.

5.2.7 Построить векторные диаграммы токов и топографические диаграммы напряжений для трехфазной цепи без нейтрального провода при следующих режимах:

- симметричный режим (во всех фазах активные сопротивления );

- аварийные режимы – обрыв и короткое замыкание одной из фаз приемника согласно варианту, сопротивления двух других фаз активные и равные.

Определить по топографическим и векторным диаграммам, как изменяются токи и напряжения в аварийных режимах по сравнению с симметричным режимом.

5.2.8 Построить годограф потенциала точки n для режима:

- сопротивление R в одной из фаз согласно варианту  изменяется от 0 до , сопротивления двух других фаз активные и равные.

5.2.9 Построить векторные диаграммы токов и топографические диаграммы напряжений для трехфазной цепи с нейтральным проводом при следующих режимах:

- симметричный режим (во всех фазах приемника активные сопротивления);

- аварийный режим – обрыв одной из фаз нагрузки согласно варианту, сопротивление двух других фаз активные и равные;

- неоднородная нагрузка согласно варианту.

Пользуясь топографическими и векторными диаграммами, определить, как изменяются по сравнению  с симметричным режимом токи и напряжения  в несимметричных  режимах.

5.2.10 Нарисовать схемы трехфазной цепи при соединении «звезда-звезда» с нейтральным проводом и без нейтрального провода (рисунки 4.1, 4.2).

Нарисовать таблицы 4.1,4.2.

 

5.3 Порядок выполнения работы

5.3.1 Измерить параметры используемых в работе сопротивлений резисторов . Подобрать равные сопротивления резисторов .

5.3.2  Включить блок трехфазных напряжений и установить значение фазных ЭДС в соответствии с заданием преподавателя. Собрать фазы источника звездой.

5.3.3 Собрать трехфазную цепь при соединении фаз источника и приемника  звездой с нейтральным проводом.  Нейтральные точки источника и приемника соединить накоротко через амперметр. Сопротивления всех фаз приемника активные и равные:   (симметричный режим). Измерить токи в фазах приемника, ток в нейтральном проводе , фазные и линейные напряжения приемника. Результаты измерений занести в таблицу 4.1.

5.3.4 Экспериментально исследовать аварийный режим, возникающий в цепи с нейтральным проводом при обрыве одной из фаз приемника (согласно варианту). Сопротивление двух других фаз приемника такие же, как в п. 5.3.3. Измерить токи в фазах приемника, , фазные и линейные напряжения приемника. Результаты измерений занести в таблицу 7.1.

5.3.5 Экспериментально исследовать несимметричный режим в трехфазной цепи с нейтральным проводом при изменении активного сопротивления в одной из фаз приемника (согласно варианту). Сопротивление двух других фаз приемника такие же, как в п. 5.3.3. Измерить токи в фазах приемника, ток , фазные и линейные напряжения приемника. Результаты измерений занести в таблицу 7.1.

5.3.6 Экспериментально исследовать несимметричный режим в трехфазной электрической цепи с нейтральным проводом. Включить в фазы приемника активное сопротивление R, индуктивность L, емкость С (согласно варианту). Результаты измерений занести в таблицу 4.1.

5.3.7 Собрать симметричную трехфазную цепь при соединении фаз  источника и приемника звездой. Оборвать нейтральный провод. Между нейтральными точками источника и приемника подключить вольтметр. Сопротивление всех фаз приемника такие же, как в п.4.3.3. Измерить токи в фазах приемника, фазные и линейные напряжения приемника, напряжение смещения нейтрали  . Результаты измерений занести в таблицу 4.2.

5.3.8 Экспериментально исследовать аварийный режим, возникающий в трехфазной цепи без нейтрального провода при обрыве одной из фаз приемника, фаза та же, что и в п. 4.3.4 (режим «холостого хода»). Сопротивления двух других фаз нагрузки такие же, как в п. 4.3.3. Измерить токи, фазные и линейные напряжения приемника, напряжение смещения нейтрали . Результаты измерений занести в таблицу 4.2.

5.3.9 Экспериментально исследовать аварийный режим, возникающий в трехфазной электрической цепи без нейтрального провода при коротком замыкании одной из фаз нагрузки (фаза та же, что и в п. 4.3.4). Сопротивление двух других фаз приемника, такие же, как в п. 4.3.3. Измерить токи, фазные и линейные напряжения приемника, напряжение смещения нейтрали . Результаты измерений занести в таблицу 4.2.

5.3.10 Экспериментально исследовать несимметричный режим в трехфазной электрической цепи без нейтрального провода. Включить в одну из фаз (фаза та же, что и в п. 4.3.4) переменное активное сопротивление, сопротивления других фаз приемника одинаковые и такие же, как в п. 4.3.3. Измерить токи, фазные и линейные напряжения, напряжение смещения нейтрали  для 2-х значений переменного активного сопротивления. Результаты измерений занести в таблицу 4.2.

 

5.4 Оформление и анализ результатов работы

5.4.1По экспериментальным данным п. 4.3.3 построить топографическую диаграмму напряжений (на топографической диаграмме указать положение нейтральной точки N источника и приемника n), векторную диаграмму токов.

Проверить соотношение между линейными и фазными напряжениями в симметричном режиме.

По известным значениям фазных напряжений и сопротивлений фаз нагрузки рассчитать действующее значение токов в  фазах нагрузки. Ток в нейтральном проводе  определить из векторной диаграммы, убедиться, что в симметричном режиме ток . Результаты расчета занести в таблицу 4.1. Сравнить теоретические значения с экспериментальными.

5.4.2 По экспериментальным данным п. 4.3.4 построить топографическую диаграмму  напряжений и векторную диаграмму токов в фазах нагрузки. Определить по векторной диаграмме ток . Результат занести в таблицу 4.1 (в строку «Теоретические исследования»). Пользуясь построенными теоретически топографической и векторной диаграммами (п. 4.2.9), определить значения напряжений и токов при обрыве одной из фаз нагрузки(фаза та же, что в п. 4.3.4). Результаты занести в таблицу 4.1.

5.4.3По экспериментальным данным п. 4.3.5 построить топографическую диаграмму напряжений и векторную диаграмму токов. По векторной диаграмме токов определить ток в нейтральном проводе . Сравнить с током , определенным экспериментально. Результаты занести в таблицу 7.2.

5.4.4По экспериментальным данным п. 4.3.6 построить топографическую диаграмму напряжений и векторную диаграмму токов. По векторной диаграмме токов определить ток в нейтральном проводе . Сравнить с током , определенным экспериментально. Результаты занести в таблицу 7.2.

5.4.5 По экспериментальным данным п. 4.3.3, 4.3.4, 4.3.5 построить график зависимости  от тока в фазе с переменным сопротивлением.

5.4.6 По экспериментальным данным п. 4.3.7 построить топографическую диаграмму напряжений и векторную диаграмму токов. Пользуясь теоретически построенными диаграммами (п. 4.2.7), определить значения напряжений и токов. Результаты занести в таблицу 7.2 (в строку «Теоретические исследования»).

5.4.7 По экспериментальным данным п. 4.3.8 построить топографическую диаграмму напряжений и векторную диаграмму токов. Пользуясь теоретически построенными диаграммами (п. 4.2.7), определить теоретические значения напряжений и токов. Результаты занести в таблицу 4.2  (в строку « Теоретические исследования»).

5.4.8 По экспериментальным данным п. 4.3.9 построить топографическую диаграмму напряжений и векторную диаграмму токов. Пользуясь теоретически построенными диаграммами (п. 4.2.7), определить теоретические значения напряжений и токов. Результаты занести в таблицу 4.2 (в строку «Теоретические исследования»).

5.4.9 По экспериментальным данным п. 4.3.10 построить топографическую диаграмму напряжений и векторную диаграмму токов. Рассчитать напряжение смещения нейтрали  для двух значений переменного активного сопротивления (значения сопротивлений такие, как п. 4.3.10), отложить эти напряжения на топографической диаграмме и отметить на диаграмме нейтральные точки приемника n для этих же значений сопротивлений. Определить по диаграмме теоретические значения фазных напряжений приемника . По найденным значениям фазных напряжений приемника рассчитать токи . Результаты занести в таблицу 4.2 (в строку «Теоретические исследования»). Показать, что годографом n является прямая линия.

5.4.11 Для всех исследуемых режимов работы трехфазной цепи:

- сравнить экспериментальные значения с теоретическими и сделать выводы;

- сравнить значения токов и напряжений в трехфазной цепи с нейтральным проводом и при его обрыве, сделать выводы и оценить роль нейтрального провода.   

 

 

 

 

Таблица 4.1

Ре жим ра- бо- ты

Вид ис- сле- дов.

Значение напряжения, В

Значения токов, мА

экс-пер.

теор

 

Таблица 4.2

Ре жим ра- бо- ты

Вид ис- сле- дов.

Значение напряжения, В

Значения токов, мА

экс-пер.

теор

 

Таблица 4.3

Вариант	Режим работы цепи
	Обрыв и короткое замыкание	Переменное сопротив- ление R в фазе	Переменная емкость С в фазе	Неоднородная нагрузка
				фаза А	фаза В	фаза С
1 2 3 4 5 6	В A C B A C	В A C B A C	В A C B A C	L C R R C L	C R C L L R		R L L C R C

 

 

 

 

Список рекомендуемой литературы

 

1. Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил А.В., Страхов С.В. Основы         теории цепей.- М.: Энергоатомиздат, 1989. -528с.

2. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники.-М.: Гардарики, 1999. - 638с.

 3. Демирчян К.С., Нейман Л.Р., Коровкин Н.В., Чечурин В.Л. Теоретические основы электротехники.- т.1. - СПб.: Питер,2003.-463с. 

 4. Теоретические основы электротехники. -т.1.- Основы теории линейных цепей / Под ред. П.А.Ионкина - М.: Высшая школа, 1976. -544с.

 5. Сборник задач по теоретическим основам электротехники/ Л.Д.Бессонов, И.Г.Демидова, М.Е.Заруди и др.-М.: Высшая школа, 2003.-528 с.

6. Прянишников В.А. ТОЭ: Курс лекций: Учебное пособие – 3-е изд., перераб. и доп. – СПб., 2000. – 368 с.

7. Электротехника и электроника в экспериментах и упражнениях: Практикум на Electronics Workbench. В 2-х томах/ Под ред. Д.И. Панфилова – М.: ДОДЭКА, 1999.- т.1.-Электротехника. – 304с.

 

 

 

 

 

 

 

 

Сводный план 2006 г., поз. 60

 

 

 

Светлана Юрьевна Креслина

Любовь Павловна Болдырева

 

 

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ 1.

Методические указания к  выполнению

 лабораторных  работ

(для студентов всех форм обучения специальности 050702 – Автоматизация и управление)

 

 

 

 

 

 

 

 

Редактор Ж.М. Сыздыкова

 

 

 

 

 Подписано в печать _________                      Формат 60х84  1/16

Тираж 100 экз.                                                   Бумага типографская№1

 Объем 2.6 уч. - изд. л.                                      Заказ ____. Цена     тенге.

 

 

 

 

 

 

 

 

Копировально-множительное бюро

Алматинского института энергетики и связи

050013, Алматы, Байтурсынова 126.