Учебно-методические материалы

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ ПО

ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ И

ЭЛЕКТРОНИКЕ

(электрические машины и аппараты)

 

 

Барнаул 2010

УДК 621.313

В.М. Коротких, Ю.А. Квашнин, Ю.Г.Мещеряков,Т.М. Халина, М.В. Халин, Суворова Г.П. Учебно-методические материалы к лабораторным работам по электротехнике и электронике (электрические машины и аппараты) / Алт. гос. техн. ун-т им. И.И.Ползунова. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2010. - 75 с.

 

В работе представлены учебно-методические материалы для выполнения лабораторных работ связанных с изучением электрических машин и аппаратов, а также предложен тестовый материал по данной тематике.

Учебно-методические материалы предназначены для студентов неэлектротехнических специальностей.

 

 

Рассмотрены и одобрены на заседании

кафедры общей электротехники

Протокол № 5 от 29.01.2 010 г.

 

Рецензент: Рецензент: Заведующий кафедрой электрификации и автоматизации сельского хозяйства Алтайского государственного аграрного университета, доктор техн. наук, профессор А.А. Багаев

 

ПРАВИЛА

ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ

ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ В

ОКАЗАНИЕ ДОВРАЧЕБНОЙ ПОМОЩИ ПРИ ПОРАЖЕНИИ ЧЕЛОВЕКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ

1. При поражении человека электрическим током необходимо как можно быстрее освободить его от действия тока, так как от времени действия тока зависит тяжесть электротравмы. Поэтому первым действием оказывающего помощь должно быть отключение того стенда (установки), которой касается пострадавший.

2. Если пострадавший находится в бессознательном состоянии, оказать первую помощь пострадавшему: удобно уложить, расстегнуть одежду и создать приток свежего воздуха, дать понюхать нашатырный спирт, растереть и согреть тело.

3. В случае отсутствия дыхания у пострадавшего, помощь должна быть направлена на восстановление жизненных функций путем искусственного дыхания и наружного массажа, сердца.

 

Лабораторная работа №1

Лабораторная работа №2

Лабораторная работа №3

Лабораторная работа №4

Лабораторная работа№5

Лабораторная работа №6

ТЕСТОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ

 Электромагнитные устройства, электрические машины, основы электропривода и электроснабжения

Трансформаторы

1. Двухобмоточный трансформатор указан на рисунке стрелкой

  2.Трехфазный трансформатор «звезда-звезда» указан на рисунке стрелкой

3. Трехфазный трансформатор «звезда-треугольник» указан на рисунке стрелкой

 

4. Автотрансформатор указан на рисунке стрелкой …

R 5

5. Дроссель указан на рисунке стрелкой …

 

 

6.Опыту холостого хода соответствует схема…

 

7. Опыту короткого замыкания соответствует схема…

8. Опыту номинального напряжения нагрузки соответствует схема…

 

9. Опыту номинального тока нагрузки соответствует схема…

10. Магнитопровод трансформатора выполняется из электротехнической стали с целью

1) увеличения тока холостого хода

2) увеличения коэффициента магнитной связи между обмотками

3) удобства сборки трансформатора

4) увеличения индуктивного сопротивления обмоток, обусловленных потоками рассеяния

 

11. Магнитопровод трансформатора собирается из отдельных тонких изолированных друг от друга листов с целью

1) уменьшения потерь на гистерезис

2) удобства сборки трансформатора

3) уменьшения потерь в меди

4) уменьшения потерь на вихревые токи

 

12. Показание амперметра при уменьшении числа витков первичной обмотки трансформатора путем перевода переключателя П из положения а в положение б

1) увеличится

2) не изменится

3) уменьшится

13. Показания ваттметра при уменьшении числа витков первичной обмотки трансформатора путем перевода переключателя П из положения а в положение б

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится

 

14. Показание амперметра, при уменьшении числа витков первичной обмотки трансформатора путем перевода переключателя П из положения а в положение б

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится

15. Показание вольтметра при уменьшении числа витков первичной обмотки трансформатора путем перевода переключателя П из положения а в положение б

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится

16. Потери в стали сердечника при уменьшении толщины листов магнитопровода трансформатора и неизменной активной части его сечения

1) уменьшатся

2) не изменятся

3) увеличатся

 

17. Потери в стали сердечника трансформатора определяют в режиме

1) холостого хода

2) короткого замыкания

3) работы под нагрузкой

 

18. Потери в меди трансформатора определяют в режиме

1) холостого хода

2) короткого замыкания

3) работы под нагрузкой

 

19. Коэффициент трансформации – К двухобмоточного трансформатора с числом витков первичной – W₁ и вторичной – W₂ обмоток

1)    2)   3) 4)

 

20. Коэффициент полезного действия  трансформатора, у которого мощность выделяемая на нагрузке , потери в стальном сердечнике , потери в обмотках трансформатора

1)   2)

3)    4)

21. При увеличении тока нагрузки трансформатора в полтора раза магнитный поток...

1) Увеличится в полтора раза

2) Увеличится в три раза

3) Уменьшится в полтора раза

4) Не изменится

 

22. Отношение напряжений на зажимах первичной и вторичной обмоток трансформатора равно...

1) Отношению числа витков обмоток

2)Приближенно отношению чисел витков обмоток

3) Отношению мощностей на входе и выходе трансформатора

4) Отношению частот тока на входе и выходе трансформатора

23. Уменьшение вторичного напряжения трансформатора при увеличении его нагрузки происходит...

1) Из-за увеличения мощности нагрузки

2) Из-за увеличения падения напряжения на первичной обмотке

3) Из-за увеличения падения напряжения на вторичной обмотки

4) Из-за увеличения коэффициента мощности

 

24. Для чего сердечник трансформатора набирают из отдельных пластин?

1) для уменьшения воздушного зазора

2) для снижения затрат на изготовление

3) для снижения потерь на вихревые токи

4) для лучшего охлаждения

25. Известны ЭДС первичной и вторичной обмоток трансформатора: Е1= 10 В, Е2 = 130 В; число витков первичной обмотки W1 = 20.

Определить число витков вторичной обмотки

1) 2 2) 130   3) 260   4) 200

 

26. Зависимость потерь мощности в обмотках трансформатора от коэффициента нагрузки указаны стрелкой …

27. Зависимость потерь мощности в сердечнике трансформатора от коэффициента нагрузки …

 

28. Зависимость коэффициента полезного действия от коэффициента нагрузки указана на рисунке стрелкой

 

29. Внешняя характеристика трансформатора при активном характере нагрузки указана цифрой …

30. Внешняя характеристика трансформатора при индуктивном характере нагрузки указана цифрой …

31. Внешняя характеристика трансформатора при ёмкостной нагрузке указана цифрой …

 

32. Схема замещения работы трансформатора в режиме короткого замыкания изображена на рисунке …

 

33. Эквивалентная Т - образная схема замещения трансформатора представлена на рисунке …

 

 

34.Эквивалентная Г – образная схема замещения трансформатора представлена на рисунке …

 

 

Машины постоянного тока

1. Характеристика холостого хода генератора постоянного тока с независимым возбуждением изображена на рисунке цифрой …

 

 

1) n=4   2) n=7   3) n=6   4) n=5   5) n=3

2. Схема генератора с независимым возбуждением

 

1) 2)

3)          4)

 

3. Схема генератора с параллельным возбуждением

 

1) 2 )

3)    4 )

4. Схема генератора со смешанным возбуждением

1) 2)

 

3)    4)

5. Схема двигателя параллельного возбуждения

1) 2)

3)                4)

6. Схема двигателя последовательного возбуждения

1) 2)

3)              4)

7. Схема двигателя смешанного возбуждения

1) 2)

3)              4)

 

8. Схема двигателя независимого возбуждения

1) 2)

3)          4)

 

9. Расположите внешние характеристики генератора независимого возбуждения в порядке возрастания тока возбуждения

 

1) А,Б,В           2) Б,А,В         3) В,Б,А

 

10. Расположите механические характеристики двигателя постоянного тока независимого возбуждения в порядке возрастания напряжения на якоре

1) А,Б,В         2) В,А,Б         3) В,Б,А

11. Электромагнитный момент –М машины постоянного тока, для которой ток якоря- , магнитный поток одного полюса –Ф, конструктивная постоянная, обуславливающая момент двигателя - , определяется как:

1)          2)   

3)          4)

 

12. Электродвижущая сила –E машины постоянного тока, для которой частота вращения якоря –n, магнитный поток одного полюса –Ф, конструктивная постоянная, обуславливающая э.д.с. - , определяется как:

1)   2) 3)   4)

 

 

13. Какое уравнение верно показывает связь между напряжением и э. д. с. генератора постоянного тока?

1) U = E + I _Я R _Я                      2) U = E ² /(I _я R _я)

3) U = E - I _Я R _Я                                           4) U = ER _Я

14. Если якорь машины вращается против часовой стрелки, то ЭДС будет отсутствовать в проводниках с номерами …

1) 7,6,5              2) 1,2,3  3) 2,6     4) 4,8

15.Если якорь машины вращается против часовой стрелки, то ЭДС будет максимальна в проводниках с номерами …
1) 7,6,5            2) 1,2,3  3) 2,6     4) 4,8

 

16. Двигателю постоянного тока последовательного возбуждения принадлежит механическая характеристика под номером

 1             2      3             4

 

17.Уравнение электрического состояния генератора постоянного тока

1)           2)

 

3)             4)

 

18. Уравнение электрического состояния двигателя постоянного тока

1)           2)

 

3)             4)

 

19. На проводник с током, находящемся в магнитном поле действует сила пропорционаяльная выражению...

1)      2)             3)

20. При движении проводника в магнитном поле индуцируется ЭДС пропорциональная выражению...

1)      2)             3)

 

21. Главным преимуществом двигателей постоянного тока является…

1) дешевизна

2) простота конструкции

3) высокая надежность

4) возможность регулирования частоты вращения в широких пределах

 

22. Характеристика холостого хода генератора постоянного тока с независимым возбуждением изображена на рисунке цифрой …

 

23. Внешняя характеристика генератора постоянного тока со смешанным возбуждением изображена на рисунке цифрой …

24. Внешняя характеристика генератора постоянного тока с независимым возбуждением изображена на рисунке цифрой …

25. Внешняя характеристика генератора постоянного тока последовательным возбуждением изображена на рисунке цифрой …

26. Внешняя характеристика генератора постоянного тока с параллельным возбуждением изображена на рисунке цифрой …

27. Универсальная механическая  характеристика машины постоянного тока с параллельным возбуждением

 

28. Механическая характеристика двигателя постоянного тока последовательного возбуждения

29.Механическая характеристика двигателя постоянного тока смешанного возбуждения

30. Механическая характеристика двигателя постоянного тока со смешанным возбуждением …

3.  Асинхронные машины

1. Для чего нужна в схеме кнопка SB1?

1) для включения двигателя

2) для отключения двигателя

3) для защиты от перегрузок

4) для реверсирования двигателя

 

2. Для чего нужна в схеме кнопка SB2?

1) для включения двигателя

2) для отключения двигателя

3) для защиты от перегрузок

4) для реверсирования двигателя

 

3. Для защиты электрооборудования от перегрузки применяют

1) тепловое реле

2) плавкий предохранитель

3) магнитный пускатель

4) рубильник

 

4. Назначение магнитного пускателя

1) защита от пониженного напряжения

2) защита от временного прекращения электроснабжения

3) защита от самозапуска двигателя

4) защита от изменения частоты вращения двигателя

 

5. Вид механической характеристики асинхронного двигателя

6. Указать точку на механической характеристике асинхронного двигателя, которая соответствует скольжению S=0

1) А        2) Б       3) В

 

7. Указать точку на механической характеристике асинхронного двигателя, который соответствует скольжению S=1

1) А        2) Б       3) В

8. Указать точку на механической характеристике асинхронного двигателя, по которой определяется пусковой момент

1) А        2) Б       3) В

9. Скольжение асинхронного двигателя с одной парой полюсов при частоте сети f=50 Гц, если ротор вращается с частотой n=2970 об/мин...

1) S=0.01 2) S=0.1 3) S=1   4) S=0

 

10. Максимальная частота вращения асинхронного двигателя с числом пар полюсов р=2, включённого в сеть с частотой f=50 Гц...

1) n=3000 об/мин      2) n=1000 об/мин

3) n=750 об/мин        4) n=1500об/мин

 

11.Частота вращения ротора не зависит от нагрузки у двигателя...

1) постоянного тока               

2) синхронного

3) асинхронного с короткозамкнутым ротором

4) асинхронного с фазным ротором

11. На графике приведена механическая характеристика двигателя …

1) асинхронного

2) синхронного

3) постоянного тока с последовательным возбуждением

4)  постоянного тока с параллельным возбуждением

12. Скольжение, если скорость вращения магнитного поля статора асинхронного двигателя 3000 об/мин., а скорость вращения ротора 2940 об/мин....

1) 2%      2) 4%    3) 20%  4) 10%

 

13. Скорость вращения ротора, если скольжение асинхронного двигателя 5%, а частота питающей сети 50 Гц и количество пар полюсов - три...

1) 3000   2) 2850 3) 1425 4) 950

 

 

14.Скорость, вращения ротора, об/мин., если скольжение асинхронного двигателя равно0,05, частота питающей сети 50 Гц и число пар полюсов вращающегося магнитного поля р = 1...

1) 3000   2) 2850 3) 2750 4) 2500

 

 

15.Количество пар полюсов, если магнитное поле трехфазного тока частотой 50 Гц вращается со скоростью 3000 об,мин....

 

1) 2 2) 3     3) 4       4) 6

 

16. Вращающий момент асинхронного двигателя, если скольжение его ротора равно 1...

1) 0         2) Мmax        3) Мпуск        4) Мном

 

17.Количество катушек, трёхфазного двигателя с тремя парами полюсов...

1) Три              2) Шесть        3) Девять  

4) Получить такое поле невозможно

 

18.Скорость вращения двухполюсного магнитного поля, об/мин, если частота сети переменного тока 500 Гц.

1) 20000 2) 15000 3) 30000 4) 60000

 

19. Частота вращения асинхронного двигателя при увеличении механической нагрузки на валу…

1) не изменится

2) превысит частоту вращения поля

3) уменьшится

4) увеличится

20.Частота вращения магнитного поля асинхронной машины определяется по формуле…

1) 2)

3)   4)

21.Если номинальная частота вращения асинхронного двигателя составляет n _н=720 об/мин, то частота вращения магнитного поля статора составит…

1) 600 об/мин             2) 1500 об/мин

3) 3000 об/мин          4) 750 об/мин

 

22. Выбрать какой из условных графических изображений принадлежит электромагнитному реле (магнитному пускателю)

 

23. Выбрать какой из условных графических изображений принадлежит рубильнику

 

24.Выбрать какой из условных графических изображений принадлежит плавкому предохранителю.

25. Какое назначение контактов, на которые указывает стрелка?

 

 

1) реверсирование двигателя

2) защита от перегрузки

3) поддержка работы двигателя после включения пусковой кнопки

4) защита от короткого замыкания

 

26. Для защиты проводов от короткого замыкания используют

1) плавкий предохранитель

2) тепловое реле

3)  магнитный пускатель

4)  рубильник

 

27. Для реверсирования асинхронного двигателя минимальное количество магнитных пускателей должно быть

1            2           3      4

 

28. При изменении чередования фаз на асинхронном трехфазном двигателе происходит

1) остановка двигателя

2) реверсирование

3) увеличение крутящего момента

4) увеличение числа оборотов

 

4. Синхронные машины

 

1.На рисунке изображена схема …

 

 

1)   трехфазного синхронного генератора

2) трехфазного синхронного двигателя

3) трехфазного асинхронного двигателя

с фазным ротором

4) трехфазного асинхронного двигателя

с короткозамкнутым ротором

 

2. На рисунке изображен ротор…

 

 

1) синхронной неявнополюсной машины

2) двигателя постоянного тока

3) асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

4) синхронной явнополюсной машины

 

3. Если скорость вращения поля статора промышленного

 (f = 50 Гц) синхронного генератора 750 об/мин, то ротор имеет…

1) пару полюсов

2) две пары полюсов

3) три пары полюсов

4) четыре пары полюсов

 

4. Амплитудное напряжение при увеличении тока обмотки возбуждения

1) Не изменится

2) Увеличится

3) Уменьшится

4) Изменится вращающий момент

5.Для стабилизации амплитуды напряжения синхронного генератора при уменьшении частоты вращения, ток возбуждения надо …

1) в обмотке возбуждения надо увеличить ток

2) в обмотке возбуждения уменьшить балластное

 сопротивление

3) в обмотке возбуждения надо уменьшить ток

6. Важным преимуществом синхронного двигателя является...

1) способность регулировать потребляемую мощность путем изменения тока возбуждения

2) дешевизна

3) простота конструкции

4) постоянный коэффициент мощности при любом токе возбуждения

7. В синхронной машине в режиме двигателя ротор вращается…

1) со скоростью вдвое больше скорости вращения поля

 статора

2) со скоростью равной скорости вращения поля статора,

3) медленнее поля статора

4) быстрее поля статора

 

8.Энергетическая диаграмма синхронного генератора изображена на рисунке

 

9. Постоянные энергетические потери синхронного генератора …

1) механические, в стали, возбуждения

2) только механические

3) только возбуждения

4) тепловые потери

 

 

10. К переменным потерям синхронного генератора относятся …

1) меди и добавочные

2) в стали

3) возбуждения

4) механические

11. КПД синхронного генератора описываются формулой

1) h = 3 UIcos j /( 3 UIcos j + P пост + P перем)

2) h = 3 UI /( 3 UI + P пост + P перем)

3) h = 3 UIcos j /(P пост + P перем)

4) h = 3 UIcos j /( 3 UI + P пост + P перем)

 

12. Максимальная частота магнитного поля синхронной машины, если число пар полюсов …

1) 1         2) 2       3) 4       4) 12

13. Минимальная частота магнитного поля синхронной машины, если число пар полюсов...

1) 1         2) 2       3) 4       4) 12

 

14. Роторы синхронного генератора выполняются явнополюсными при...     1) многополюсной системе возбуждения

2) двухполюсной системе возбуждения

3) больших потерях в обмотке

4) больших механических потерях

 

15.При двухполюсной системе возбуждения синхронного генератора роторы выполняются …

1) неявнополюсными

2) явнополюсными

3) из меди

4) из стали

 

16. Действующее значение эдс фазы якорной обмотки СГ при синусоидальной форме эдс, индуцируемой в проводах равно

1)

2)

3)

4)

 

17. При ёмкостной и индуктивной нагрузке синхронного генератора магнитные линии поля ротора Ф₀    и статора Ф _а....

 

1) коллинеарны

2) перпендикулярны

3) равны

4) параллельны

 

 

18. Электромагнитный момент синхронного генератора зависит от

1)  фазового сдвига, тока и фазового потока

2)  только от тока

3)  только фазового потока

4) тока и фазового потока

 

 

19. Уравнение электрического состояния фазы синхронного генератора с учетом поля рассеяния якоря Ф₀  имеет вид:

1) E₀+E_a+E _s = U+R_Я I

2) E₀+E_a+E _s = U- R_Я I

3) E₀+E_a+E _s = R_Я I

4) E₀+E_a+E _s = - U+R_Я I

 

 

20. Характеристика холостого хода или магнитная характеристика синхронного генератора изображена на рисунке …

21. Зависимости кпд синхронного генератора от нагрузки при различных коэффициентах мощности

ЛИТЕРАТУРА

1. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника. Учебник для вузов. – 7-е изд., обновленное и расширенное. – М.: Изд. центр «Академия», 2003. – 544 с.

2. Электротехника и электроника. Учебное пособие для вузов / Под ред. В.В. Кононенко. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2004. – 725 с.

3. Мещеряков, Ю.Г. Теоретические основы электротехники: Учеб. пособие для неэлектрических спец. вузов: Алт. Гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова. – Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2006. – 137 с.

4. Алиев И.И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию: Учеб. пособие для вузов. – 4-е изд. стереотип. – М.: Высш. шк., 2005.–255с.

5. Рекус Г.Г. Сборник задач и упражнений по электротехнике и основам электроники: Учеб. пособие для неэлектротехнических специальностей вузов. – 2-е изд. – М.: Высш. шк., 2002. – 416 с.  

6. Паначевный Б.И. Курс электротехники: Учебник для студентов механических специальностей вузов. – Харьков: Торгсинг, Ростов-на-Дону: Феникс, 2002. – 288 с.

 

 

Содержание

 

Правила по технике безопасности при проведении лабораторных работ.......................................................3

Лабораторная работа №1.

Лабораторная работа№5.

Лабораторная работа №6.

Аппараты защиты электропривода..............................38

Тестовые материалы.................................... 44

Литература..........................................73

 

 

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ ПО

ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ И

ЭЛЕКТРОНИКЕ

(электрические машины и аппараты)

 

 

Барнаул 2010

УДК 621.313

В.М. Коротких, Ю.А. Квашнин, Ю.Г.Мещеряков,Т.М. Халина, М.В. Халин, Суворова Г.П. Учебно-методические материалы к лабораторным работам по электротехнике и электронике (электрические машины и аппараты) / Алт. гос. техн. ун-т им. И.И.Ползунова. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2010. - 75 с.

 

В работе представлены учебно-методические материалы для выполнения лабораторных работ связанных с изучением электрических машин и аппаратов, а также предложен тестовый материал по данной тематике.

Учебно-методические материалы предназначены для студентов неэлектротехнических специальностей.

 

 

Рассмотрены и одобрены на заседании

кафедры общей электротехники

Протокол № 5 от 29.01.2 010 г.

 

Рецензент: Рецензент: Заведующий кафедрой электрификации и автоматизации сельского хозяйства Алтайского государственного аграрного университета, доктор техн. наук, профессор А.А. Багаев

 

ПРАВИЛА

ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ