Учебно - методические материалы

УЧЕБНО - МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ ПО

ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ И ЭЛЕКТРОНИКЕ

(электрические цепи переменного тока)

Барнаул 2010

УДК 621.3

 

В.М.Коротких, Ю.Г.Мещеряков, Т.М. Халина, М.В.Халин, Г.П.Суворова. учебно-методические материалы к лабораторным работам по электротехнике и электронике. (электрические цепи переменного тока)/ Алт. гос. техн. ун-т им. И.И.Ползунова.- Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2010.- 78 с.

 

 

 

 

В работе представлены учебно-методические материалы для выполнения лабораторных работ по цепям переменного тока, а также теоретические сведения и тестовые задания.

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

Правила по технике

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 электротравм. Первым действием оказывающего помощь должно быть отключение того стенда (установки), которой касается пострадавший.

2. Если пострадавший находится в бессознательном состоянии, то его необходимо 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.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Электрическая энергия применяется главным образом в виде энергии переменного тока. Расчет сопротивлений, токов и мощностей в цепях переменного тока проводится с помощью комплексных чисел.

Практическое использование их, описано в учебном пособии [4] – «Мещеряков Ю.Г., Теоретические основы электротехники, Барнаул, 2006». В нём теоретический материал представлен в виде конкретных числовых примеров.

Комплексное сопротивление

Отношение

называется комплексным сопротивлением.

Вычисление x_L   и   x_C

Вычислить x_L. L=25,4 мГ н, f = 50 Гц.

Ом

С=636 мкФ, f =50 Гц.

5.  Вычислить Z при последовательном соединении R, X_L, X_C.

5.1 Вычислить  ветви (рис.4).

R= 160 Ом, x_L= 10 Ом, x_C= 130 Ом.

Переход к показательной форме:

.

Знак минус перед    соответствует знаку минус перед мнимой частью в алгебраической форме числа  (_ указывает на емкостный характер сопротивления цепи).

5.2 Вычислить комплексное сопротивление ветви с резистором (рис.5). R= 2 Ом.

Исходим из формулы

Так как ветвь содержит только R, то X_L=0 и  X_C=0. Следовательно,

5.3 Вычислить  ветви  с конденсатором (рис.6).

Задано  x_C= 5 Ом.

Так как R = 0, x_L = 0, то комплексное сопротивление в алгебраической форме:

В показательной форме:

5.4 Вычислить ветви  с идеальной индуктивностью (рис.7). Задано x_L= 8 Ом.

Так как R=0  и x_C= 0, то комплексное сопротивление в алгебраической форме:

В показательной форме:

Комплексная мощность

Комплексная мощность может быть вычислена по любой из двух формул:

где - сопряженный комплекс тока,

 - полная мощность, модуль комплексной мощности,

- активная мощность,

- реактивная мощность,

 - разность начальных фаз напряжения и тока.

 

Коэффициент мощности

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

ЛАБОРАТОРИЯ РАБОТА № 2

ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗВЕТВЛЕННОЙ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

ТЕСТОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Трехфазные цепи. Основные понятия. Элементы трехфазных цепей.

1. Сопротивления  Z_A, Z_B, Z_C симметричных трехфазных приемников принимают значения

 

2. Векторная диаграмма для фазных токов , ,  и напряжений , ,  в трехфазной цепи, при симметричной нагрузке активного характера

 

1)      2)                   

3)    4)

 

       3. Векторная диаграмма для фазных токов , , и напряжений , ,  в трехфазной цепи, при симметричной нагрузке активно-индуктивного характера

1) 2)   

3) 4)

4. Векторная диаграмма для фазных токов , , и напряжений , ,  в трехфазной цепи, при симметричной нагрузке активно-емкостного характера

1)         2)               3)      4)

 

5. Характер изменения фазных токов, I_АВ, I_ВС, I_СА,
если сгорит предохранитель линейного провода A   

1) I _BC – не изменится            2) I _AB – возрастёт

3) I _CA – возрастёт            4) I _BC  – уменьшится

5) I _BC – увеличится

 

6.  Активная мощность в трехфазной цепи при симметричной нагрузке

1) P = cos j 2) P =  cos j 3) P = 3  cos j

4) P = 3 cos j 5) P = cos j

 

7. Соотношение между линейными Uл, Iл и фазными Uф, Iф в трехпроводной цепи, при соединении симметричного потребителя звездой

1)    2)    3)      4)   

 

8. Соотношение между линейными Uл, Iл и фазными величинами Uф, Iф в трехпроводной цепи, при соединение симметричного потребителя треугольником

 

1) 2) 3)     4)

9. Схема соединения потребителей звездой имеет вид

 

        1)                             2)                        3)

 

10. Схема соединения потребителей треугольником имеет вид

 

                   1)                                       2)                                                   3)

         

11. Характер изменения токов после замыкания ключа, при  r = r =r =r

1) I_A– увеличится             2) I_B – увеличится  

3) I_C – увеличится        4) I_N– уменьшится

 

12. Указать векторную диаграмму, для электрической цепи, в которой r = X_C

                          

               1)                                               2)

                    

              3)                                                4)

 

13. Активная мощность трехфазного симметричного потребителя через линейные величины ,

 

14. Ток в нулевом проводе в трехфазной цепи, при несимметричной нагрузке и соединении потребителей в звезду

 

1) отличен от нуля 2) равен нулю    3) равен разности линейных токов

 

15. Векторная диаграмма для электрической цепи, при r=X_L

                          

1)                                           2)

 

                    

                   3)                                                                          4)

16. Фазное напряжение в симметричной трехфазной системе, соединенной по схеме звезда, равно 127В. Определите линейное напряжение.

1) 127В   2) 220В 3) 380В 4) 254В

17. Симметричная нагрузка трехфазной цепи соединена треугольником. Линейное напряжение 380В. Определите фазное напряжение.

1)220В             2) 380В 3) 660В 4) 127В

 

18. Каковы соотношения между линейными и фазными напряжениями (U_л, U_ф)  и токами (I_л, I_ф) в симметричной нагрузке, соединенной по схеме "треугольник"?

1)   2)

3)   4)

 

19. Симметричная нагрузка в трёхфазной цепи

1) I_А = I_В= I_С              2) U_А = U_В = U_С     3) Z_А= Z_В= Z_С 4) I_N - const

 

20. Как изменится мощность в трёхфазной нагрузке, если переключить её со "звезды" на "треугольник"?

1) Не изменится       2) Уменьшится  

3) Увеличится          4) В зависимости от условия

 

21. Ток в нулевом проводе в трехфазной цепи при одинаковых линейных токах и соединении потребителей в звезду

1) равен нулю                   2) больше линейного тока

3) меньше линейного тока 4) равен линейному току

 

22. Активная мощность трехфазного потребителя при симметричной нагрузке с фазным напряжением , фазным током , и фазовым сдвигом -  между  и , определяется как

 

 

23. Ток в нейтральном проводе симметричной трёхфазной цепи, если линейные токи IA =IB =IC =10 A

1) I_N=0 A         2) I_N=30 A     3) I_N=10 А     4) I_N=1 А

24. В симметричной трехфазной системе напряжений прямой последовательности вектор напряжения U_B сдвинут относительно вектора U_A на угол…

1) 2)         3)         4)

 

25.В трехфазной цепи фазный ток I _a = 5 А, то линейный ток I _А равен…

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

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. Никольский О.Н., Куликова Л.В., Семичевский В.С., Германенко В.С. Теоретические основы электротехники. В 2-х т. Учебное пособие для вузов. Том 1. – 2-е издание переработанное и дополненное.- Барнаул: ОАО «Полиграфический комбинат», 2006.-768 с.

4. 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.

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

6. 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.  

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

8. Зельман И.С., Никольский О.К., Халин М.В., Халина Т.М. Методические указания к выполнению лабораторных работ по теоретическим основам электротехники. Алт. политех. ин-т. им. И.И. Ползунова. – Барнаул: Изд. АПИ,1984. – 31 с..

9. Мещеряков Ю.Г., Коротких В.М., Тищенко А.И., Суворова Г.П. Методические указания к лабораторным работам по электротехнике и электронике. ч.1. Изд. 2-е./ Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова. – Барнаул: Изд. АлтГТУ, 2008. – 75 с.

СОДЕРЖАНИЕ

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

Теоретические сведения.................................. 5

Лабораторная работа №1. Исследование неразветвлённой цепи однофазного переменного тока................................15

Лабораторная работа №2. Исследование разветвлённой цепи однофазного переменного тока................................ 19

Лабораторная работа №3. Исследование трёхфазной электрической цепи при соединении приёмников звездой......... 22

Лабораторная работа №4. Исследование трёхфазной электрической цепи при соединении приёмников треугольником... 25

Тестовые материалы.................................... 28

Литература........................................ 74

 

УЧЕБНО - МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ ПО

ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ И ЭЛЕКТРОНИКЕ

(электрические цепи переменного тока)

Барнаул 2010

УДК 621.3

 

В.М.Коротких, Ю.Г.Мещеряков, Т.М. Халина, М.В.Халин, Г.П.Суворова. учебно-методические материалы к лабораторным работам по электротехнике и электронике. (электрические цепи переменного тока)/ Алт. гос. техн. ун-т им. И.И.Ползунова.- Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2010.- 78 с.

 

 

 

 

В работе представлены учебно-методические материалы для выполнения лабораторных работ по цепям переменного тока, а также теоретические сведения и тестовые задания.

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

Правила по технике