close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Лаб раб ОЭ 1-5

код для вставки
Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине "Электротехника и электроника"

Автор: ТАРАСОВ В.Е., преподаватель спецдисциплин "ТО ГАОУ СПО "Педагогический колледж г. Тамбова ". Электротехника и электроника. Руководство по выполнению лабораторных работ № 1-5..
Приложение: бланки отчетов о выполнении лабораторных работ Методическое пособие (руководство по выполнению) предназначено для студентов по специальности 280707 Защита в чрезвычайных ситуациях, техник- спасатель при выполнении лабораторных работ по учебной дисциплине " Электротехника и электроника". Руководство составлено в 2-х частях, на 5 и 6 семестры обучения.
Пособие содержит необходимый теоретический и справочный материал для выполнения лабораторных работ, тесты контроля знаний по разделам курса.
К пособию прилагаются формы отчетов о выполнении лабораторных работ.
Рекомендовано научно-методическим советом педагогического колледжа в качестве учебного пособия.
ВВЕДЕНИЕ
Настоящее руководство создано в соответствии с учебной программой курса " Электротехника электроника" для использования студентами отделения "Физическая культура" по специальности 280707 Защита в чрезвычайных ситуациях, техник-спасатель, при подготовке и выполнении лабораторных работ на 5 и 6 семестрах обучения.
В пособии приведены необходимые справочные материалы, порядок подготовки и проведения лабораторных работ, правила работы с виртуальным лабораторным стендом
Каждая лабораторная работа представлена методическими рекомендациями, контрольными вопросами, картой контроля знаний и бланком-формой отчета о выполнении лабораторной работы, которую студент должен заполнить по ходу выполнения работы.
1. ПОДГОТОВКА К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
Задание на дом выдается за несколько дней до ее выполнения. Для выполнения лабораторной работы студентам необходимо:
1. повторить теоретический материал по конспекту и учебнику;
2. ознакомиться с описанием лабораторной работы, выяснить цель и порядок выполнения работы, четко представлять себе поставленную задачу и способы ее достижения;
3. ответить письменно на контрольные вопросы.
2. ВЫПОЛНЕНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
ПРАВИЛА РАБОТЫ С ЭЛЕКТРОННЫМ КОНСТРУКТОРОМ
Раздел "Общая электротехника" мы будем изучать в среде специального электронного конструктора "Виртуальный лабораторный стенд". По сути, конструктор представляет собой физическую лабораторию, оснащенную реальными деталями и измерительными приборами. С помощью этой программы Вы можете виртуально, на экране монитора, собирать всевозможные электрические схемы, проводить анализ их работы, а также измерять важнейшие электрические характеристики. Конструктор позволяет: * изучать зависимость удельного сопротивления проводника от его длины, поперечного сечения и удельного сопротивления материала; * проверять закон Ома для участка цепи и полной цепи; * проверять законы последовательного и параллельного соединения проводников, конденсаторов и катушек; * научиться измерять различные электрические характеристики с помощью современных приборов - мультимера и двухканального осциллографа; * изучать законы выделения тепловой энергии в электронагревательных и осветительных приборах, исследовать выделение мощности в цепях переменного тока; * исследовать изменение индуктивного и емкостного сопротивления в зависимости от электрических характеристик деталей и частоты генератора переменного тока; * наблюдать явление резонанса в цепях, имеющих последовательный или параллельный колебательный контур; * определять параметры неизвестной детали; * ознакомиться с принципами использования предохранителей. В центре окна монитора расположен монтажный стол с контактами. На нем мы будем собирать электрические схемы, как бы припаивая детали между двумя соседними контактами, и проводить исследования их работы с помощью измерительных приборов. Стилизованная под деревянные ящички панель элементов представляет собой набор деталей, необходимых для сборки всевозможных схем. Перечислим все элементы в том порядке, в котором они расположены на панели:
1. Резистор. Для него можно задать произвольное сопротивление и мощность. 2. Предохранитель. Можно указать предельный ток, протекающий через него. 3. Конденсатор. Характеризуется выбранной емкостью и рабочим напряжением. 4. Катушка индуктивности. Для нее варьируется величина индуктивности. 5. Проволока. По умолчанию имеет очень низкое сопротивление, которое не учитывается при измерении параметров участка цепи. 6. Ключ. Может находиться в замкнутом и разомкнутом состоянии. Замыкается и размыкается двойным щелчком. 7. Источник постоянного тока. По вашему желанию может иметь определенные ЭДС и внутреннее сопротивление. Также можно менять полярность батареи. 8. Источник переменного тока. Для этого элемента можно произвольно задать частоту и амплитуду переменного напряжения. 9. Лампа накаливания. Для нее вы можете указать рабочее напряжение и рабочий ток или мощность. 10.Электронагревательный элемент (плитка). Варьируемые характеристики - рабочее напряжение и мощность. 11.Реальный проводник. Для этого элемента вы можете произвольно выбрать тип материала, длину и площадь поперечного сечения. 12. Реостат. Для него можно указать верхнюю границу сопротивления. 13. Конденсатор переменной емкости. Как и в случае реостата, максимальную емкость можно выбрать самостоятельно. Чтобы Вас не покидало ощущение того, что вы проводите реальный физический эксперимент, все детали и измерительные приборы изображаются в программе в том виде, в котором они существуют в действительности, а все проводимые действия и случаи сгорания деталей имеют звуковое сопровождение. Поместить элемент на монтажный стол можно следующим образом. Наведите курсор мыши на ящичек с нужной деталью (курсор при этом примет вид пинцета), выполните щелчок, удерживая нажатой левую кнопку мыши, протащите элемент к контактам, между которыми он должен быть закреплен, и отпустите кнопку. Деталь может располагаться как горизонтально, так и вертикально. Имейте в виду, что на монтажный стол нельзя одновременно поместить источники постоянного и переменного тока. Удалить ненужный элемент можно двумя способами: аналогичным протаскиванием в мусорный бак либо по команде "Выбросить деталь", вызываемой правым щелчком мыши по элементу. Если электрическая цепь собрана некорректно, отдельные детали выйдут из строя, что отобразится на схеме. Так, если мощность протекающего через сопротивление, лампочку или электронагревательный прибор тока превысит их номинальную мощность, детали перегорят. Также придут в негодность конденсатор и предохранитель в случае, когда напряжение и сила тока соответственно превысят предельное значение. Сгоревшие элементы нужно выбросить в мусорный бак. На панели расположены кнопки вызова команд и дополнительных инструментов. Название кнопки при наведении на нее курсора мыши всплывает на желтой панели. Поясним назначение каждой из них: С помощью кнопки "Загрузить схему из файла" вы можете открыть сохраненную ранее схему, а также одну из демонстрационных схем (они хранятся в папке "User", расположенной в каталоге программы). Кнопка "Сохранить схему" позволяет сохранить созданную схему (по умолчанию в папке User). Нажав кнопку "Очистить мастерскую", вы безвозвратно удалите все схемы и детали с монтажного стола.
С помощью кнопки "Получить мультимер" вы можете вызвать мультимер. Одновременно в работе разрешается задействовать не более двух приборов.
Нажав кнопку "Получить осциллограф", вы поместите на рабочее поле осциллограф. Кнопка "Показать /Скрыть окно "Параметры детали". Нажатием этой кнопки вы вызовете для выбранной детали окно, в котором можно менять характеристики элемента. В окне параметров батареи можно задать рабочее напряжение, сопротивление, емкость (в случае, если батарея реальная), сменить полярность. Выделяется деталь на монтажном столе левым щелчком. В этом случае места крепления элемента к контактам будут отмечены желтыми точками. Значение параметра можно выбрать из раскрывающегося списка, либо ввести произвольно с клавиатуры (для этого нужно предварительно раскрыть список). Единицы измерения можно сменить, нажав одну из кнопок, расположенных ниже списка. После того как необходимые изменения будут внесены, нажмите "Применить" и закройте окно. Окно параметров элемента также можно вызвать, выполнив по детали двойной щелчок. Кнопка "Показать/Спрятать окно "Состояние детали" открывает окно, в первом столбце которого отображаются сопротивление, сила тока, напряжение и мощность, которыми характеризуется выбранный в цепи элемент. Кнопка "Руководство" открывает конспект по разделу, в котором вы найдете теоретический материал по всем темам раздела. С помощью кнопки "Лабораторные работы" можно получить доступ к списку лабораторных работ. В каждой работе вам будут предложены краткая теоретическая записка, порядок выполнения, методика проведения измерений, а также вопросы для самоконтроля. Кнопка "Как работать с программой" открывает справочные материалы по работе с электронным конструктором.
Кнопка "Вызвать калькулятор" вызывает стандартный калькулятор Windows. Кнопка "Выход". Выход из программы. Внизу окна программы находится панель комментариев, на которой появляются электрические характеристики детали или пояснения функций кнопок панели управления. Чтобы увидеть сообщение, нужно навести курсор мыши на соответствующий элемент.
3. СОСТАВЛЕНИЕ ОТЧЕТА
Отчет является документом о проведении эксперимента, он должен содержать все необходимые сведения для поверки результатов опыта и расчета. Отчет выполняется на листах формата А4 (210 * 297 мм), которые располагают вертикально. На лист наносят сплошной основной линией рамку на расстоянии 5 мм от границ формата сверху, снизу и справа, слева оставляют поле шириной 20 мм для подшива. Внизу листа выполняют основными и сплошными тонкими линиями основную надпись по форме 2 ГОСТ 2.11104-68 "ЕСКД. Основные надписи"
Текст отчета располагается на обеих сторонах листа. Высота букв не менее 2,5 мм чернила черного или синего цвета, почерк понятный.
Схемы, таблицы, графики выполняются карандашом и чертежными инструментами.
4. ЗАЧЕТ
По каждой лабораторной работе студент должен получить зачет, который для большей эффективности может содержать тестовый опрос.
Зачет может проходить в форме беседы со студентом и содержать анализ выводов, сделанных в отчете, можно предложить составить схему, собрать цепь, изложить ход работы, повторить расчет для какой - либо точки и т.д., т.е. следует контролировать знания по различным этапам работы. Особое значение имеет понятие студентом цели работы. Такая защита лабораторной работы стимулирует студента на изучение теоретического материала по теме.
5. ЛИТЕРАТУРА
1. Данилов И.А., Иванов П.М. Общая электротехника с основами электроники: Учеб. пособие для неэлектрических спец. техникумов. - М., 1989
2. Цейтлин Л.С. Руководство к лабораторным работам по теоретическим основам электротехнике. - М., 1985
3. Усатенко С.Т. и др. Выполнение электрических схем по ЕСКД: Справочник. - М., 1992
4. Атамалян Э.Г. Приборы и методы измерения электрических величин. - М.,1989
5. Правила устройства электроустановок. - М., 1978 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
ИССЛЕДОВАНИЕ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ СОЕДИНЕНИЕМ ЭЛЕМЕНТОВ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: проверка опытным путем свойств последовательного соединения элементов цепи постоянного тока.
ПЛАН РАБОТЫ: 1. Сборка схемы опыта;
2. Измерение тока и напряжения на отдельных элементах цепи;
3. Расчет сопротивлений элементов цепи;
4. Составление отчета.
ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ.
Повторить теоретический материал по учебнику.
Последовательное соединение резисторов - это такое соединение, когда к концу одного резистора присоединяется начало второго, к концу второго - начало третьего и т. д. и при этом образуется неразветвленная цепь или участок цепи. Для последовательного соединения характерно то, что во всех этих резисторах возникает одинаковый ток, а падения напряжения на них пропорциональны сопротивлениям:
U1 = I * R2; U2 = I * R2; U3 = I * R3 ( В.)
Каждое сопротивление можно найти по формулам:
R1 = U1 / I; R2 = U2 / I; R3 = U3 / I (Ом)
Падение напряжения на всем участке цепи равно сумме падений напряжений на каждом резисторе: U = U1+U2+U3 (В)
Эквивалентное сопротивление участка цепи равно сумме сопротивлений каждого резистора: Rэк = R1+R2+R3 (Ом)
Если же к концам участка вместо трех резисторов подключить эквивалентный резистор с сопротивлением Rэк и подать такое же напряжение U, то в участке установится ток такой же силы I, что и при последовательном соединении резисторов: I = U / Rэк (А)
Следовательно Rэк = U / I (Ом)
Если сопротивления резисторов R1= R2= R3= R, то эквивалентное сопротивление Rэк = R * n (Ом)
где n - число последовательно соединенных резисторов.
Мощность резисторов можно определить по формулам: P1 = U1 *I = I2 R1 = U1 / R; (Вт)
P2= U2 *I = I2 R2 = U2 / R2 и т. д.
Мощность всего участка с последовательным соединением резисторов: P = UI = I2Rэк = U2/ Rэк. (Вт)
ОПИСАНИЕ РАБОТЫ
1. Собрать схему опыта в соответствии с рисунком.
ОБОРУДОВАНИЕ:
G - источник питания, 5В
R1, R2, R3 - резисторы, 2, 4, 10 Ом
PA1 - амперметр, 2А
PV1 - вольтметр, 6В
2. Включить источник питания, выставить напряжение на нем 5В, провести замеры тока и напряжения на резисторах R1, R2 и R3. Результаты замера занести в таблицу № 1.
Результаты замеров Таблица № 1
, В, В, В, ВI0 Сравните величины и . Проанализируйте, как распределились напряжения по резисторам цепи, в зависимости от их сопротивления.
3. Рассчитайте сопротивление отдельных элементов цепи R и всей цепи R. Результаты расчета занести в таблицу №2.
(Ом) (1)
где - сопротивление цепи, Ом, - напряжение источника, В
- ток цепи, А
(Ом) (2)
где - напряжение на i - элемента (i =1-3), В, - сопротивление i - элемента цепи, Ом.
Результаты расчетов Таблица №2
, Ом, Ом, Ом, Ом, ОмСравните величины и . Определить, как рассчитать полное сопротивление цепи , если известны сопротивления отдельных участков.
4. Составить отчет о лабораторной работе.
Контрольные вопросы к лабораторной работе №1
1. За один час при постоянном токе был перемещён заряд в 180 Кл. Определить силу тока? 1) 180А 2) 0,05А.
2. При каком условии справедлив приведённый график 1) R= const 2) R= const 3 Записать закон Ома для участка цепи.
4 Длину и диаметр проводника увеличили в 2 раза. Как измениться сопротивление проводника? 1) не измениться 2) уменьшится в 2 раза3) увеличиться в 2 раза
5. Как измениться проводимость проводника при увеличении площади его поперечного сечения S 1) увеличиться 2) уменьшиться3) останется без изменения6. 20 резисторов по 50 Ом соединены последовательно, определить напряжение, приложенное к цепи, если ток в первом резисторе равен 0,1 А.
7. Записать свойства последовательного соединения элементов.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
ИССЛЕДОВАНИЕ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ СОЕДИНЕНИЕМ ЭЛЕМЕНТОВ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: проверить на опыте свойства параллельного соединения элементов и 1-й закон Кирхгофа.
ПЛАН РАБОТЫ:
1.Сборка схемы опыта;
2.Измерение тока и напряжения на отдельных ветвях цепи;
3.Расчет сопротивлений элементов цепи и отдельных ветвей;
4.Составление отчета.
ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ
Параллельное соединение резисторов - это такое соединение, когда начала всех резисторов соединены в одну точку, а концы - в другую.
Электрическая ветвь - часть электрической схемы, где ток не меняет своего значения (часть цепи без ответвлений).
Электрический узел - место соединения более 2-х электрических ветвей.
Исходя из закона сохранения электрического заряда, сформулирован 1-закон Кирхгофа - алгебраическая сумма токов узла равна нулю: I1 + I2 + I3 = 0
Для параллельного соединения характерно одинаковое падение напряжения на каждом резисторе и на всем участке: U1 = U2 = U3 = U (В) Сила токов в параллельных ветвях обратно пропорциональна сопротивлениям: I1 = U / R1; I2 = U / R2; I3 = U / R3. (А)
Каждое сопротивление можно найти по формулам:
R1 = U / I1; R2 = U / R2; R3 = U / I3. (Ом)
Эквивалентное сопротивление двух ветвей
Rэк = R1 *R2 / (R1+R2) (Ом)
трех ветвей- R экв = R1*R2*R3 / (R1*R2+R2*R3+R1*R3) (Ом)
Большее количество ветвей можно группировать по две или три, а затем аналогично находить эквивалентное сопротивление.
Если сопротивления ветвей равны, то эквивалентное сопротивление участка: Rэк = R / m, (Ом)
где m - число параллельных ветвей.
Эквивалентная проводимость при параллельном соединении определяется как сумма проводимостей всех ветвей: G экв = G1+G2+G3 где G1=1/R1, G2=1/R2, G3=1/R3 - проводимости ветвей ( 1/ Ом, См.)
Для m одинаковых резисторов эквивалентная проводимость
G эк в = G *m. (См)
Мощность, поглощаемая резисторами при параллельном соединении, можно рассчитать по формулам, аналогичным для последовательного соединения:
P1 = U*I1 = I2R1 = U2/ R1 = U2 g1, (Вт)
P2 = U*I2 = I2R2 = U2/ R2 = U2 g2 и т. д.
Электрическая энергия, выработанная источником, в потребителях переходит в другие виды энергии: тепловую, световую, механическую и т. д., поэтому будет справедливо уравнение, называемое балансом мощностей:
P =P1+ P2+ P3 (Вт)
где P=E*I - мощность источника энергии, Вт.;
P1, P2, P3 - мощности потребителей, Вт.
Для упрощения расчета часто потребители, преобразующие электрическую энергию в механическую или световую, заменяют эквивалентными потребителями, преобразующими электрическую энергию в тепловую, т. е. получают эквивалентную схему замещения.
ОПИСАНИЕ РАБОТЫ
1. Собрать схему опыта в соответствии с рисунком.
2. Включить источник G1, выставить напряжение 5В, провести замеры напряжения U на источнике и ветвях, замеры тока источника I и ветвей I1, I2 цепи. Результаты замера занести в таблицу № 1.
ОБОРУДОВАНИЕ:
G - источник питания, 5В
R1, R2 - резисторы, 4, 10 Ом
PA1, PA2 - амперметр, 2А
PV1 - вольтметр, 6В
РЕЗУЛЬТАТЫ ЗАМЕРОВ Таблица № 1
, В, А, А, А,АСравните величины и проверьте справедливость 1-го закона Кирхгофа. Проанализируйте зависимость тока ветви от величины ее сопротивления.
3. Рассчитайте сопротивление и проводимость отдельных ветвей цепи и всей цепи. (Ом) (1)
где - сопротивление i ветви, Ом
- напряжение на i ветви, В I - ток ветви, А
(Ом) (2)
- сопротивление цепи, Ом,
- ток источника, А
(Ом-1) (3) , где g - проводимость цепи, (Ом-1)
(Ом-1) (4)
Результаты расчета занести в таблицу №2.
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ Таблица №2
, Ом, Ом, Ом, Ом-1, Ом-1, Ом-1, Ом-1Сравните величины и . Определить, как рассчитать сопротивление цепи, если известны сопротивления ветвей цепи.
4. Составьте отчет о лабораторной работе.
Контрольные вопросы к лабораторной работе №2
1. Три резистора 10, 15 и 6 Ом соединены параллельно и включены в сеть 60В. Определить ток во втором резисторе.
2. Как изменится напряжение на параллельном разветвлении, подключенному к источнику с Rвн = 0, если число ветвей увеличится.
1)не измениться2)увеличиться; 3)уменьшиться; 3. Записать первый закон Кирхгофа.
4. Свойства параллельного соединения элементов.
5. Как изменяться токи I1, I2, если сопротивление R3 уменьшиться. 1. увеличиться 2. уменьшиться3. не изменится
6. Выберите правильную формулу для определения тока I2 1. I2=U/R22. I2=U/ (R2+R3*R4)/ (R3+R4))3. I2=U/ (R2+R1)
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
ИЗУЧЕНИЕ МЕТОДА НАЛОЖЕНИЯ ТОКОВ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: ознакомление с принципом наложения токов в электрической цепи.
ПЛАН РАБОТЫ: 1.Сборка схемы опыта;
2. Измерение полных токов цепи;
3. Измерение частичных токов;
4. Составление отчета.
ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ.
Повторить теоретический материал по учебнику.
Если разветвленная электрическая цепь содержит источники в разных ветвях, то для расчета силы токов можно применить метод наложения. Этот метод заключается в том, что определяют силу частичных токов, возникающих во всех ветвях под действием только одного источника. ЭДС. остальные источники считаются равными нулю, но учитывают их внутренние сопротивления. Затем рассчитывают токи во всех ветвях от второго, третьего и т. д. источников. Таким образом, получается, что в каждой ветви существует столько же частичных токов, сколько источников в цепи. Реальный ток в каждой ветви определяется как алгебраическая сумма частичных токов этой ветви.
I = I1 + I2 + I3
ОПИСАНИЕ РАБОТЫ
1. Собрать схему опыта в соответствии с рисунком.
Оборудование:
G1, G2 - источники постоянного тока, 5В, 10В
R1, R2 - резисторы, 4, 10 Ом
PA1 - амперметр, 2А
2. Измерить полный ток цепи I.
Отключить поочередно источники G1 и G2 и замерить частичные токи цепи I' и I'' создаваемые отдельно каждым источником. Результаты замера занести в таблицу № 1.
Результаты замера Таблица I, АI', АI'', АI'+I'', А
Сравните величины I и I'+I''. Сделайте заключение о соблюдение принципа наложения токов цепи.
3. Составить отчет о лабораторной работе.
Контрольные вопросы к лабораторной работе №3
1. Записать закон Ома для всей цепи.
2. Формула расчета сопротивления проводника линейной формы.
3. Понятие электрическая проводимость, единицы электрической проводимости.
4. Основные положения расчета сложной цепи методом наложения токов (Принцип суперпозиции)
5. Зависимость электрического сопротивления проводника от температуры. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
ИССЛЕДОВАНИЕ НЕРАЗВЕТВЛЕННОЙ ОДНОФАЗНОЙ ЦЕПИ
ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: изучить неразветвленную цепь переменного тока содержащую
R - L - C. Построить векторную диаграмму цепи. Настроиться на резонанс. ПЛАН РАБОТЫ: 1. Сборка схемы опыта;
2. Исследовать неразветвленную цепь;
3. Настроит на резонанс электрическую цепь;
4. Составление отчета
Теоретический материал по теме
Цепь с активным сопротивлением, индуктивностью и емкостью представляет собой общий случай последовательного соединения активных и реактивных сопротивлений и является последовательным колебательным контуром.
Принимаем фазу тока нулевой: i = Im sin ώt
Тогда напряжение на активном сопротивлении: UR = URm sin ώt
Напряжение на индуктивности: UL = ULm sin (ώt+π/2)
Напряжение на емкости: UС = UСm sin (ώt-π/2).
Различают два основных режима: резонанс напряжений (неразветвленная цепь) и резонанс тока (разветвленная цепь).
Резонансом напряжений называют явление в цепи с последовательным контуром. Когда ток в цепи совпадает по фазе с напряжением источника.
Условие возникновения резонанса в цепи - чтобы ток цепи совпадал по фазе с напряжением, реактивное сопротивление должно быть равно нулю. ОПИСАНИЕ РАБОТЫ
1. Собрать схему опыта в соответствии с рисунком. ОБОРУДОВАНИЕ:
G1 - источник переменного тока, 100В, 50 Гц
R1 - резистор, 2КОм
PA1 - амперметр, 2А
PV1, PV2 - вольтметр, 0-50, 0-200В
L1 - индуктивность,10 Гн
C1 - C3 - , батарея конденсаторов, 560 пФ
2. Подключить к цепи источник G1. Провести замеры общего напряжения и напряжение на отдельных элементах цепи. Результаты замера записать в таблицу. Величину тока в цепи - рассчитать по закону Ома.
Результаты замера таблица
I,AUR, BUL, BUC, BU,BZ,OмR, ОмXL, ОмXC, ОмLГнС, ФCos φР, ВтQ, ВарS, ВаQL, ВарQC, ВарОпыт 1Опыт 2 3. Провести расчет параметров электрической цепи
3.1. Полное сопротивлениеZ = U /I (Ом)3.2. Сопротивление сопротивленияR= UR / I (Ом)3.3 Сопротивление индуктивностиXL = UL /I (Ом)3.4. Сопротивление емкостиXC= Uc /I (Ом)3.5. Индуктивность катушки (f=50 Гц)L= XL /2πf (Гн)3.6. Емкость конденсатораС= 1/ 2πfXC (Ф)3.7 Фазовый сдвиг
cos φ= UR /R
sin φ = UL - UC / U
φ = arccos UR /U3.8 Полная мощность цепиS = IU (ВА)3.9 Активная мощность цепиP= IUR =IU cosφ (Вар)3.10 Реактивная мощность цепи
Q= IU sinφ (Вар)
Q= QL - QC3.11 Реактивная мощность катушкиQL= IUL (Вар)3.12 Реактивная мощность конденсатораQC =IUC (Вар) 4. По результатам измерений построить векторную диаграмму цепи (опыт 1).
5 Изменить частоту генератора до 100 Гц. После настройки цепи повторить пункты 2 - 4.
6. Посмотреть на осциллографе форму напряжений на генераторе, активном сопротивлении, на конденсаторе и катушке. Обратить внимание на наличие фазового сдвига между напряжениями. Форму напряжений зарисовать в отчет.
6. Составить отчет о лабораторной работе. В выводе зафиксировать и обосновать изменение реактивных сопротивлений цепи.
Контрольные вопросы к лабораторной работе № 4
1. Какой параметр переменного тока необходимо знать дополнительно, чтобы по векторной диаграмме получить полное представление о переменном токе: действующего значения начальную фазу частоту вращения 2.Напряжение на зажимах с активным сопротивлением изменяется по закону U=220 sin (3.14t - /4), В. Определить закон изменения тока, если R=50 Ом I = 4.4 sin3.14 t, А I = 4.4 sin (3,14t - /4), A I = 4.4 sin (3,14t + /4), A 3.Оказывает ли катушка индуктивности сопротивление постоянному току, если Rк=0?
4.Укажите параметр, от которого зависит реактивное сопротивление конденсатора:
U Um(нач. фаза)T(период) 5.Как измениться напряжение на индуктивности, если в катушку ввести ферромагнитный сердечник при условии, что U=const?
6.При частоте источника f1=50 Гц , R=Xс. Затем частота источника изменилась f2=100 Гц, как измениться сдвиг фаз и между током и напряжением: увеличится уменьшитсяне изменится 7. Укажите цепь, которая не соответствует приведенная диаграмма:
цепь R-L-C цепьR-L цепьR-C 8. При каком соотношении между XL и XС показания амперметра будут максимальными XL > XCXL < XC XL = XC 9. Как изменится резонансная частота колебательного контура, если ёмкость увеличиться в 4 раз: увеличиться в 4 раза; уменьшится в 4разаувеличится в 2 разауменьшится в 2 раза 10.Какие приборы дают возможность точно зафиксировать режим резонанса:
вольтметр амперметрамперметр и вольтметр ваттметр омметр ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5
ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХФАЗНОГО ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКА
СОЕДИНЕННОГОПО СХЕМЕ "ЗВЕЗДА"
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: установить соотношение между линейными токами и напряжениями при различных нагрузках, выявить роль нулевого провода.
ПЛАН РАБОТЫ: 1 .собрать схему опыта;
2 .исследование симметричного потребителя;
3. исследование несимметричного потребителя;
4. составить отчет.
Повторить теоретический материал по теме.
Три синусоидальных ЭДС одинаковой частоты, сдвинутые по фазе на 120 0 и созданные одним источником энергии образуют трехфазную систему напряжений.
Фазы генератора можно соединять по схеме "звезда" и "треугольник".
E1 = Em1 sin ωt ; E2 = Em2 sin (ωt +1200 ) ; E3 = Em3 sin (ωt -1200)
Если амплитудные значения ЭДС равны друг другу - система напряжений симметрична. Em1 = Em2 = Em3 Нагрузку, подключаемую к трехфазной сети также можно соединять по схеме "звезда" и" треугольник". Трехфазный генератор, соединенный проводами с трехфазным потребителем, образует трехфазную сеть. В трехфазной цепи протекает трехфазная система токов, т.е. с инусоидальные токи с тремя различными тремя различными фазами. Участок цепи, по которому протекает один из токов, называется фазой (линейным проводом). Возможны различные способы соединения обмоток генератора с нагрузкой. Чаще фазы генератора соединяются по схеме "звезда" с заземленной нейтралью, образуя 3-х фазную 4-х проводную систему. Данный способ соединения позволяет получить две системы напряжения линейную и фазную, отличающуюся величиной напряжения Uл = √ 3 Uф
Назначение нулевого провода N - обеспечения симметричных фазных напряжений при несимметричной нагрузке. Несимметрия фазных напряжений недопустима, так как приводит к нарушению нормальной работы потребителей, рассчитанных на определенное рабочее напряжение.
ОПИСАНИЕ РАБОТЫ:
1. Собрать схему опыта в соответствии с рисунком
ОБОРУДОВАНИЕ:
EL1-EL3 - лампы накаливания, 36В, 100Вт;
PA1-PA3 - амперметр, 5А;
PV1 - вольтметр, 50В;
S1-S3 - тумблеры.
2.Создать на фазах потребителя симметричную нагрузку (S1, S2, S3, замкнуть).
Измерить линейные и фазные напряжения, токи в линейных, фазных, и нулевых проводах. Результаты занести в таблицу №1.. Отключить тумблером S3 нулевой провод N. Повторить замеры, данные записать в таблицу. Выяснить влияние нулевого провода на работу симметричного потребителя. Вывод записать в отчет. Построить векторную диаграмму для симметричного потребителя.
3. Нарушить симметрию в фазах нагрузках (S3 - замкнут, S1, S2 - разомкнут).
Повторить замеры линейных и фазных напряжений и токов. Результат занести в таблицу № 2.
Отключить тумблером S3 (нулевой провод). Все замеры повторить. Результат занести в таблицу №2. Выяснить роль нулевого провода для несимметричной нагрузки. Построить векторную диаграмму для несимметричной нагрузки с неотключенным проводом N.
4. Составить отчет
Симметричная нагрузка Табл. № 1
Вид нагрузкиUAB, BUBC, BUCA, BUA, BUB, BUC, BIA, AIB, AIC ,AIN, AСимметричная нагрузка с NСимметричная без N
Несимметричная нагрузка Табл. № 2
Вид нагрузкиUAB, BUBC, BUCA, BUA, BUB, BUC, BIA, AIB, AIC ,AIN, AНесимметричная нагрузка с NНесимметричная без N
Контрольные вопросы к лабораторной работе № 5
1. Нарисовать схему соединения обмоток генератора питающего четырехпроводную трехфазную сеть переменного тока.
2. Соотношение между линейным и фазным напряжением 4-х проводной сети.
3. Понятие симметричной нагрузки трёхфазного потребителя.
4. Может ли ток в нулевом проводе четырёхфазной цепи быть равным нулю?
5. Роль нулевого провода в 4-фазной системе.
6. Будут ли меняться линейные токи при обрыве нулевого провода в случае: 1. симметричной нагрузки2. несимметричной нагрузки
7.Как соединены эти обмотки? 8. Линейный ток равен 2,2 А. Рассчитать фазный ток, если симметричная нагрузка соединена треугольником.
9.Формула активной мощности симметричной трёхфазной сети.
10.Лампы накаливания с номинальным напряжением 220 В включены в трёхфазную сеть с линейным напряжением 220В. Определить схему соединения ламп. Нарисовать схему подключения.
2
1
Автор
tarvik100
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
593
Размер файла
386 Кб
Теги
лаб, раб
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа