И ОСНОВЫ ПромышленнОЙ электроникИ

УТВЕРЖДАЮ

Первый проректор

по учебной работе

___________ А.П. Мысютин

"____" ___________2010г.

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

И ОСНОВЫ ПромышленнОЙ электроникИ

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

 

Методические указания

к выполнению лабораторных работ

для студентов всех форм обучения всех специальностей

 

 

 

БРЯНСК 2010

УДК 621.3(075)

Электротехника и основы электроники. Исследование электрических цепей. Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов всех специальностей всех форм обучения. – Брянск: БГТУ, 2010. – 44 с.

 

 

Разработали: Н.А. Кривоногов, канд. техн. наук, доц.;

В.З. Симутин, доц.;

Г.К. Фроленко, ст. преп.

 

Рекомендовано кафедрой «Промышленная электроника и электротехника» БГТУ (протокол № 4 от 07.02.10 года)

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящие методические указания охватывают важную базовую часть курса “Электротехника и основы электроники” – теорию электрических цепей.

Материал содержит шесть лабораторных работ по цепям постоянного и переменного тока. Методические указания по каждой работе включают задачу и продолжительность работы, краткие теоретические сведения, описание лабораторной установки, порядок выполнения работы, содержание отчета и контрольные вопросы. В конце методических указаний приведен список рекомендуемой литературы.

Успешное выполнение предлагаемых лабораторных работ является необходимым условием в получении студентами прочных теоретических знаний и определенных практических навыков в исследовании электрических цепей.

ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ

ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

 

1. До начала выполнения работы необходимо внешним осмотром проверить исправность элементов стенда. Об обнаруженных неисправностях немедленно сообщить преподавателю.

2. Включать стенд после сборки схемы разрешается только после ее проверки преподавателем или лаборантом и в их присутствии.

3. При сборке схемы недопустимо использование проводов без наконечников и с поврежденной изоляцией.

4. По окончании сборки схемы необходимо удалить лишние провода и предметы (книги, портфели и т.д.) с рабочего места. Проходы вокруг рабочего места должны быть свободны.

5. Запрещается переключать что-либо на стенде, находящемся под напряжением.

6. При несчастном случае немедленно оказать первую помощь и вызвать врача.

7. Знание настоящих правил обязательно для всех, и ознакомление с ними оформляется росписью в журнале по технике безопасности.

 

ПРАВИЛА ВЫПОЛНЕНИЯ, ОФОРМЛЕНИЯ

И СДАЧИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

 

1. Студент должен явиться в лабораторию подготовленным теоретически к выполнению предстоящей работы. Для чего необходимо:

а) изучить материал, относящийся к содержанию лабораторной работы;

б) подготовить ответы на контрольные вопросы, содержащиеся в данном руководстве по выполняемой работе;

в) заготовить бланк отчета со схемами исследуемых цепей и таблицами для записи результатов измерений и расчетов.

2. Готовность студентов к выполнению лабораторной работы проверяется преподавателем. Неподготовленные студенты к работе не допускаются.

3. При выполнении лабораторных работ необходимо строго соблюдать правила техники безопасности.

4. Сборка исследуемых цепей, проведение измерений и экспериментов выполняется бригадами в составе 2÷4 человек. Обработка результатов экспериментов выполняется каждым студентом самостоятельно.

5. Отчет по каждой лабораторной работе оформляется отдельно. На титульном листе отчета должны быть указаны наименование работы, академическая группа, фамилии и инициалы студентов и дата выполнения лабораторной работы. Допускается по разрешению преподавателя составление одного отчета на бригаду.

6. Схемы, диаграммы и графики должны быть выполнены в отчете с помощью чертежных инструментов, условные графические обозначения элементов электрических схем должны соответствовать ЕСКД. В отчете должны быть приведены расчетные формулы, а также выводы по результатам проведенных исследований.

7. Сдача работы состоит из проверки отчета преподавателем и собеседования, по результатам которых проводится аттестация выполненной работы.

9. Студент допускается к выполнению следующей по плану лабораторной работы при условии сдачи всех предыдущих работ.

10. Пропущенная лабораторная работа выполняется студентом в часы занятий других академических групп.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЕЙ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

ЗАДАЧА РАБОТЫ

Задачей работы является экспериментальное определение параметров активного двухполюсника, определение сопротивления резистора методом вольтметра-амперметра, экспериментальная проверка законов Кирхгофа для цепи постоянного тока.

Продолжительность работы – 2 часа

ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

 

1. Лабораторная работа выполняется на универсальном стенде ЭВ4.

2. Необходимые амперметры и резисторы расположены на панели № 6. Для измерения напряжения используется цифровой вольтметр В7-38 в режиме измерения постоянного напряжения.

3. Клеммы источника постоянного тока (±0−220 В) и кнопки включения питания стенда расположены на горизонтальной панели стенда.

В Н И М А Н И Е!

ПЕРЕД ВКЛЮЧЕНИЕМ СТЕНДА УБЕДИТЬСЯ, ЧТО РУКОЯТКА ЛАТРа, РАСПОЛОЖЕННОГО НА ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ПАНЕЛИ СТЕНДА, ПОВЕРНУТА ДО УПОРА ПРОТИВ ЧАСОВОЙ СТРЕЛКИ.

4. Для подачи напряжения питания необходимо:

- включить автоматический выключатель, расположенный под откидной крышкой стенда;

- нажать кнопку “Вкл” общего включения стенда;

- нажать кнопку включения источника постоянного тока, расположенную под вольтметром “Постоянное”;

- установить заданное напряжение на зажимах цепи, плавно

вращая рукоятку ЛАТРа.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

 

1. Ознакомиться с описанием лабораторной установки.

2. Собрать схему (рис. 5). Предварительно выбрать амперметр

с необходимым пределом измерения, полагая напряжение U= 70 В.

3. Подать напряжение на схему и при максимальном сопротивлении переменного резистора R_р установить напряжение источника питания U = 60−70 В (по указанию преподавателя).

4. Снять внешнюю характеристику U = f(I) источника, изменяя сопротивление R_р. Результаты измерений занести в табл. 1.

Таблица 1

U, B
I, A

 

По данным табл. 1 изобразить внешнюю характеристику источника. Считая ее линейной, определить величину ЭДС E и внутреннее сопротивление R ₀ источника, начертить схему замещения источника.

5. Для схемы (рис. 5) при рассчитанных параметрах источника определить сопротивление резистора R_P и ток в цепи, при котором напряжение на нем равно .

Изменением сопротивления R_P установить рассчитанное значение тока, экспериментально проверить правильность выполнения второго закона Кирхгофа. Результаты расчетов и измерений занести в табл. 2.

Параметры	I, A	Rр, Ом	R+Rр, Ом	U, B	UR, B	, B
расчетные
опытные

Таблица 2

 

6. Определить величину сопротивления R + R_P при неизменном сопротивлении резистора R_P методом вольтметра-амперметра, считая измерительные приборы идеальными. Сравнить расчетное (из п. 5) и измеренное значения сопротивления резистора R_P.

7. Изобразить схему замещения цепи (рис. 6) и рассчитать токи в ней при заданных значениях ЭДС и сопротивления R + R_P, считая приборы идеальными.

8. Собрать схему (рис. 6), выбрав амперметры с соответствующими пределами измерений. Расчетные и измеренные значения токов занести в табл. 3. Проверить правильность выполнения первого закона Кирхгофа.

Таблица 3

Параметры	I, А	, А	, А
расчетные
опытные

 

 

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Отчет по лабораторной работе должен включать:

– схемы исследуемых электрических цепей;

– таблицы с опытными и расчетными данными;

- схему замещения и внешнюю характеристику источника ЭДС;

- схему замещения цепи и расчетные формулы по п. 7;

- выводы по результатам работы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что называется внешней характеристикой источника ЭДС? Приведите ее уравнение.

2. Почему напряжение на зажимах ненагруженного аккумулятора больше, чем под нагрузкой?

3. Определить отношение R/R ₀ и КПД источника энергии (рис. 7) с ЭДС Е= 100В, если напряжение U= 95B.

4. Для схемы (рис. 7) определить ток короткого замыкания источника, если при КПД ток I= 2A, а напряжение U= 10B.

5. Как изменятся показания амперметров в схеме (рис. 5) при перемещении движка реостата вверх?

6. Приведите схему, позволяющую регулировать напряжение на нагрузке от нуля до напряжения источника.

7. Назовите методы измерения сопротивления. Укажите достоинства и недостатки метода вольтметра-амперметра.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

ПОСТОЯННОГО ТОКА

ЗАДАЧА РАБОТЫ

Задача работы — построение вольт-амперных характеристик нелинейных элементов на основании экспериментальных данных и приобретение навыков расчета электрических цепей постоянного тока, содержащих нелинейные элементы.

Продолжительность работы – 2 часа

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

 

1. Ознакомиться с описанием лабораторной установки.

2. Составить и согласовать с преподавателем электрическую схему установки для снятия вольт-амперных характеристик нелинейных элементов.

3. Снять ВАХ лампы накаливания. Данные измерений занести в табл.1.

Таблица 1

I, мА
U, B

4. Построить на одном координатном поле вольт-амперные характеристики: лампы накаливания (по данным табл. 1), резистора сопротивлением 100 Ом и их последовательного соединения.

5. По заданному преподавателем значению одного из параметров (табл.2) определить графически остальные параметры последовательной цепи. Сравнить расчетные и опытные данные, результаты представить в виде табл. 2.

Таблица 2

Параметры	U, B	UR , B	Uл , В	I, мA
Расчетные
Опытные

6. Построить на одном координатном поле ВАХ лампочки (по табл. 1), резистора (R = 100 Ом ) и ВАХ эквивалентного нелинейного элемента, получающегося при параллельном их соединении.

7. Определить графически недостающие параметры последовательной цепи, состоящей из лампы накаливания (EL) и резистора (R = 100 Ом), по заданному преподавателем значению одного из параметров (табл. 3, заданный параметр подчеркнуть) и проверить полученные результаты опытным путем. Перед проведением опыта выбрать предел измерения амперметров. Результаты расчетов и измерений занести в табл. 3.

Таблица 3

Параметры	U, B	I, mА	IR , mА	Iл ,mA
Расчетные
Опытные

 

8. Для заданного преподавателем значения одного из параметров цепи (табл. 4) графически определить остальные значения расчетных токов и напряжений цепи (рис. 4) при значениях сопротивлений R ₁ = 100 Ом, R ₂ = 100 Ом.

9. Проверить расчеты опытным путем. Для этого собрать схему (рис. 4), выбрав амперметры с соответствующими пределами измерений. Измерять напряжение с помощью цифрового вольтметра В7-38. Результаты занести в табл. 4.

Таблица 4

Параметры	U, В	U1, В	U2, В	I, mA	I1, mA	I2, mA
Расчетные
Опытные

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Отчет по лабораторной работе должен включать:

- схемы исследуемых электрических цепей;

- таблицы с опытными и расчетными данными;

- вольт-амперные характеристики (п.п. 4, 6) с необходимыми построениями при расчете параметров цепей (п.п. 5, 7, 8);

- выводы по результатам проведенных исследований.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что называется нелинейным элементом, нелинейной электрической цепью?

2. Приведите примеры НЭ и область их применения.

3. В чем принципиальное отличие НЭ от линейного?

4. Что такое статическое и дифференциальное сопротивления НЭ? В чем их различие?

5. Какими методами и на основании какого закона рассчитывается цепь с последовательным соединением НЭ?

6. Что такое нагрузочная характеристика и как ее построить?

7. Каков порядок расчета цепи с параллельным соединением НЭ? На основании какого закона основан расчет данной цепи?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

ЗАДАЧА РАБОТЫ

 

Задачей работы является проверка опытным путем уравнений, описывающих параметры неразветвленной цепи переменного синусоидального тока, выявление условий резонанса и его проявлений в этой электрической цепи.

Продолжительность работы – 2 часа

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

 

1. Ознакомиться с лабораторным стендом ЭВ4 и измерительным комплектом К540. На панели К540 нажать кнопку U_Ф↑ для измерения напряжения на нагрузке.

Установить на измерительном комплекте К540 следующие пределы измерения: по напряжению – 30 В, по току – 1 А.

2. Определить параметры катушки индуктивности (панель № 4), подключив ее к измерительному комплекту К540 (рис. 7). Установить ЛАТРом напряжение питания U = 20...25 B (по указанию преподавателя). Результаты измерений занести в табл. 1.

Изобразить последовательную схему замещения реальной катушки индуктивности, по данным табл. 1 построить в масштабе векторную диаграмму.

 

Параметры
опытные	расчетные
Uк, В	Iк, А	Pк, Вт	Zк, Ом	Rк, Ом	Xк, Ом	Lк, Гн		град	Uак, В	Uрк, В

Таблица 1

3. Подключить к комплекту К540 электрическую цепь, состоящую из последовательно соединенных катушки индуктивности, резистора (панель № 3) и конденсатора (панель № 4) емкостью С = 40−60 мкФ (по указанию преподавателя).

Установить на комплекте К540 следующие пределы измерения: по напряжению – 75 В, по току – 1 А.

Установить ЛАТРом значение тока в цепи I = I_к (из табл. 1), результаты измерений занести в табл. 2.

Таблица 2

Параметры

опытные

расчетные

U, В

I, А

P, Вт

Z, Ом

R, Ом

X, Ом

RR, Ом

XC, Ом

С, мкФ

UС, В

UR, В

Uк., В

 

По данным табл. 2 построить в масштабе векторную диаграмму напряжений.

4. Подключить к комплекту К540 цепь, состоящую из последовательно соединенных катушки индуктивности и конденсатора.

По данным табл. 1 рассчитать емкость конденсатора С_р, при котором в рассматриваемой цепи наблюдается резонанс напряжений.

Установить на К540 пределы измерения по напряжению –15 В, по току – 2,5 А.

Исследовать работу цепи при напряжении питания U = 12...14 В (по указанию преподавателя) и изменении емкости конденсатора в пределах (C _p–50) < C < (C _p+130) мкФ (снять не менее десяти точек).

При изменении емкости конденсатора С напряжение питания необходимо поддерживать постоянным с помощью ЛАТРа. Результаты измерений занести в табл. 3.

Таблица 3

Параметры
опытные	расчетные
C, мкФ	I, А	P, Вт	XC, Ом	UC, В	Uк, B	Uак, В	Uрк, В		град

При расчетах принять параметры катушки постоянными.

По данным табл. 3 на одном графике изобразить зависимости: X_к =f (C), X_C = f (C), I = f (C), cos j = f (C), j = f (C), на другом графике: U = f (C), U_ак = f (C), U_рк = f (C), U_C = f(C).

На графиках отложить значение резонансной емкости и отметить характерные точки на резонансных кривых.

Построить в масштабе векторные диаграммы напряжений для C = C_p, C < C_p и C > C_p.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

 

Отчет должен содержать:

– электрические схемы опытов, выполняемые с соблюдением ГОСТа

– таблицы с опытными, расчетными данными и расчетные формулы к ним;

– векторные диаграммы напряжений и тока (табл. 1, 2);

– резонансные кривые (табл. 3);

– векторные диаграммы напряжений при C < C_p, C = C_p и C > C_p;

–выводы по результатам проведенной работы.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какими параметрами характеризуется индуктивная катушка и как определить их опытным путем?

2. Написать выражение для закона Ома для неразветвленной цепи переменного тока, содержащего резистор, катушку индуктивности и конденсатор.

3. Пояснить порядок построения векторной диаграммы для неразветвленной цепи переменного тока.

4. Назвать условия, при которых наступает резонанс в цепи переменного тока. Чем характеризуется этот режим?

5. Какие виды мощности различают в цепях переменного тока? Как определить их опытным путем?

6. Что понимают под коэффициентом мощности цепи переменного тока? Приведите его зависимость от параметров цепи.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

ЗАДАЧА РАБОТЫ

Задачей работы является экспериментальная проверка уравнений, описывающих параметры цепи переменного синусоидального тока при параллельном соединении элементов, исследование резонансных явлений при параллельном соединении катушки индуктивности и конденсатора, исследование способа повышения коэффициента мощности.

 

Продолжительность работы – 2 часа

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

 

1. Ознакомиться с лабораторным стендом ЭВ4 и измерительным комплектом К540. Для измерения напряжения на нагрузке на панели К540 нажать кнопку .

Установить на измерительном комплекте К540 следующие пределы измерения: по напряжению – 30 В, по току – 1 А.

2. Определить параметры катушки индуктивности (панель № 4), подключив ее к измерительному комплекту К540 (рис. 4).

Установить ЛАТРом напряжение питания U = 20−25 B (по указанию преподавателя). Результаты измерений занести в табл. 1.

Изобразить параллельную схему замещения реальной катушки индуктивности, построить в масштабе ее векторную диаграмму.

 

Параметры
опытные	расчетные
Uк, В	Iк, А	Pк, Вт	Yк, 10^-3Cм	Gк, 10^-3Cм	Bк, 10^-3Cм	Lк, Гн		Iак, A	Iрк, A

Таблица 1

3. Исследовать резонансные явления при параллельном соединении катушки индуктивности и конденсатора.

Подключить параллельно катушке индуктивности конденсатор (панель № 4). Рассчитать емкость конденсатора С_р, при которой в данной цепи наблюдается явление резонанса токов.

Исследовать изменение тока в неразветвленной части цепи при напряжении питания U =25 В и изменении емкости конденсатора в пределах (C_p– 40 )< C < (C_p+ 120) мкФ.

Результаты измерений занести в табл. 2.

Таблица 2

Параметры цепи

опытные

С, мкФ

I, A

расчетные

BC, 10^-3См

IC, A

, град

 

По данным табл. 2 на одном графике изобразить зависимости: B_C = f (C), cos j = f (C), j = f (C), B_к = f (C), на другом графике – I = f (C), I_ак = f (C), I_рк = f (C), I_C = f(C).

На графике отложить значение резонансной емкости и отметить характерные точки на резонансных кривых.

Построить в масштабе векторные диаграммы токов для значений емкостей C = C_p, C < C_p и C > C_p.

4. Исследовать электрическую цепь при параллельном соединении резистора и катушки индуктивности.

Подключить параллельно катушке индуктивности резистор с переменным сопротивлением (панель № 3).

Определить параметры цепи при напряжении питания U = 25 В.

Результаты измерений занести в табл. 3

Таблица 3

Параметры
опытные	расчетные
U, В	I, А	P, Вт	PR, Вт	IR, A		град

5. По данным табл. 3 рассчитать емкость конденсатора, который необходимо включить для повышения коэффициента мощности исследуемой цепи до значения .

Подключить параллельно к исследуемой в п. 4 цепи конденсатор рассчитанной емкости.

Определить параметры цепи при напряжении питания U = 25 В.

Результаты измерений занести в табл. 4. Таблица 4

Параметры цепи
опытные	расчетные
U, В	I, А	P, Вт	C, мкФ		, град		IC , A

 

По данным табл. 3, 4 построить в масштабе на одной комплексной плоскости векторные диаграммы токов.

 

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Отчет по лабораторной работе должен включать:

– электрические схемы опытов;

– таблицы с опытными и расчетными данными, расчетные формулы;

– векторные диаграммы токов, построенные в масштабе;

– кривые зависимостей по п. 6;

– выводы по результатам выполненной работы.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Как по опытным данным определить параметры индуктивной катушки?

2. Как связаны параметры индуктивной катушки для последовательной схемы замещения R_к и X_к и для параллельной схемы замещения G_к и В_к?

3. Что такое резонанс токов, при каких условиях он возникает?

4. Как при заданных параметрах индуктивной катушки определить емкость конденсатора, необходимого для возникновения в цепи резонанса токов?

5. Поясните на резонансных кривых зависимость тока цепи и коэффициента мощности от емкости конденсатора.

6. Для чего подключают конденсатор параллельно индуктивной катушке?

7. Чему будет равен ток в неразветвленной части цепи, если параллельно индуктивной катушке с параметрами R_к = 3Ом, X_к = 4 Омподключить конденсатор с Х_С = 25 Ом? Напряжение сети U = 50 В.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5

ЗАДАЧА РАБОТЫ

 

Задачей работы является экспериментальное исследование четырехпроводной и трехпроводной трехфазных цепей при соединении нагрузки звездой.

 

Продолжительность работы – 2 часа

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

 

1. С помощью цифрового вольтметра В7-38 измерить фазное U_Ф и линейное U_л напряжения трехфазного источника.

2. Исследовать трехфазную цепь при соединении нагрузки в звезду с нейтральным проводом.

Собрать схему в соответствии с рис. 5, сопротивления нагрузки фаз (R_a, R_b, R_c) — последовательно соединенные переменный резистор сопротивлением 150 Ом, постоянный резистор сопротивлением 100 Ом и лампа накаливания EL (панель № 2); амперметры в фазах нагрузки и нейтральном проводе – с пределом измерения 1 А (панели № 2, 3).

 

Рис. 5. Электрическая схема четырехпроводной линии

 

Установить на измерительном комплекте К540 пределы измерения по напряжению – 150 В, по току – 1 А:

- установить с помощью переменных резисторов сопротивлением 150 Ом симметричную нагрузку в фазах приемника (по показаниям комплекта К540), результаты занести в табл. 1;

- оборвать одну из фаз (по указанию преподавателя), отключив соответствующую кнопку, результаты измерений занести в табл. 1;

- установить неравномерную нагрузку в фазах приемника, для чего в одной из фаз в качестве нагрузки включить резисторы сопротивлениями 150 Ом и 100 Ом, в двух других оставить нагрузку неизменной, результаты измерений занести в табл. 1.

 

 

Таблица 1

Вид нагрузки	Параметры
опытные	расчетные
Ua , B	Ub , B	Uc , B	Ia , A	Ib , A	Ic , A	In , A	Pa , Вт	Pb , Вт	Pс , Вт	P, Вт
Симметричная
Обрыв фазы
Неравномерная

Построить в масштабе векторные диаграммы напряжений и токов при исследованных нагрузках по данным табл. 1.

3. Исследовать трехфазную цепь при соединении нагрузки в звезду без нейтрального провода.

Собрать цепь в соответствии с рис. 6, выполнив необходимые переключения в схеме рис. 5. Для измерения напряжения смещения U_nN использовать цифровой вольтметр В7-38.

Рис. 6. Электрическая схема трехпроводной линии

 

Установить на комплекте К540 пределы измерения по напряжению – 300 В, по току – 2,5 А.

Выполнить необходимые измерения при нагрузках в соответствии с табл. 2.

Для проведения опыта короткого замыкания необходимо одну из фаз А­, В­, С­ (по указанию преподавателя) соединить с нейтральной точкой приемника n.

Таблица 2

Вид нагрузки	Параметры
опытные	расчетные
Ua , B	Ub , B	Uc , B	Ia , A	Ib , A	Ic , A	UnN, B	Pa , Вт	Pb , Вт	Pс , Вт	P, Вт
Симметричная
Обрыв фазы
Неравномерная
К. з. фазы

По данным табл. 2 построить в масштабе векторные диаграммы напряжений и токов для исследованных нагрузок.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

 

Отчет по лабораторной работе должен включать:

– схемы исследуемых электрических цепей;

– таблицы с опытными и расчетными данными;

– векторные диаграммы напряжений и токов для исследованных нагрузок, построенные в масштабе;

– выводы по результатам выполненной работы.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. Каковы преимущества трехфазных цепей по сравнению с однофазными?

2. Какие приемники называются симметричными? Какая нагрузка называется равномерной, какая – однородной?

3. В чем преимущества четырехпроводной цепи по сравнению с трехпроводной?

4. Почему не ставится предохранитель в нейтральный провод?

5. Каково соотношение между линейными и фазными напряжениями симметричного приемника, соединенного звездой, при симметричной системе линейных напряжений?

6. Как определяются токи в фазах несимметричного приемника, соединенного звездой, в трехпроводной цепи?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6

ЗАДАЧА РАБОТЫ

 

Задачей работы является экспериментальное исследование трехфазных цепей при симметричных и несимметричных приемниках, соединенных треугольником.

 

Продолжительность работы 2 часа

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Рис. 3

1.Собрать на панели № 2 трехфазную нагрузку по схеме треугольника и подключить ее через измерительный комплект К540 к трехфазной цепи (рис. 3). Нагрузка каждой фазы состоит из последовательно соединенных резисторов R = 100 Ом, R_P =150 Ом и лампы накаливания сопротивлением R_л.

Установить на измерительном комплекте следующие пределы измерения: U = 150 В, I = 2,5 A.

Провести опыты по п.п. 2−5, результаты измерений занести в табл. 1.

Таблица 1

Вид нагрузки

Параметры

опытные

Расчетные

Uab B

Ubc B

Uca B

Iab, A

Ibc, A

Ica, A

IA, A

IB, A

IC, B

Pab Вт

Pbc Вт

Pca Вт

P, Вт

Симметричная

Обрыв фазы нагрузки

Неравномерная

Обрыв линейного провода

 

2. Установить с помощью переменных резисторов симметричную нагрузку I_ab=I_bc=I_ca. Результаты измерений занести в табл. 1.

3.Отключить одну из фаз нагрузки (по указанию преподавателя) и выполнить измерения.

4.Установить с помощью переменного резистора, включенного в одну из фаз (по указанию преподавателя), неравномерную нагрузку. Результаты измерений занести в табл. 1.

5.Отключить один из линейных проводов (по указанию преподавателя). Произвести измерения.

6.Выполнить расчеты, используя результаты измерений по п.п. 2−5, построить векторные диаграммы токов и напряжений. Результаты расчетов занести в таблицу и сравнить с результатами измерений.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

 

Отчет по лабораторной работе должен включать:

– схемы исследуемых электрических цепей;

– таблицу с опытными и расчетными данными;

– векторные диаграммы напряжений и токов для исследованных режимов работы, построенные в масштабе;