Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ:  Археология Биология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия ЭкологияТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву 
Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Обрыв линейного провода при однородной нагрузке
Восстановить схему с симметричной резистивной нагрузкой (см. рис. 7.5). Отключить одну из линий в соответствии с заданным вариантом (номер варианта соответствует номеру бригады, см. табл. 7.2). Произвести измерения токов, напряжений и активных мощностей, указанных в табл. 7.3. По данным опыта построить топографическую диаграмму напряжений и векторную диаграмму токов. Считая известными фазные напряжения источника и параметры (сопротивления) фаз приемника, определить напряжение смещения нейтрали, фазные напряжения приемника, фазные (линейные) токи, а также активные мощности приемника. Результаты расчетов занести в табл. 7.3. Проверить баланс активных мощностей. При обрыве линейного провода (например, А) фазные сопротивления RB и RC оказываются соединёнными последовательно и включёнными на напряжение UВС. Цепь фактически становится однофазной. При однородной нагрузке потенциал точки n приемника сместится на линию ВС топографической диаграммы напряжений (рис. 7.10). Построение топографической диаграммы напряжений источника следует производить так же, как указано в предыдущих пунктах. При обрыве линейного провода фазы А для нахождения потенциала точки n на комплексной плоскости по опытным данным из точек B(b) и C(c) провести дуги окружности, равные соответственно фазным напряжениям приемника
Расчетное значение напряжения смещения нейтрали
Потенциал точки n на топографической диаграмме напряжений в рассматриваемом случае может быть определен и без использования формулы междуузлового напряжения. Так при обрыве фазы А и
Как следует из топографической диаграммы напряжений, при симметричной нагрузке и обрыве одной из фаз напряжение между точками разрыва будет равным 1,5 фазного напряжения источника Вопросы для самоконтроля 1. Каковы основные схемы соединений обмоток трехфазных генераторов и трансформаторов, а также приемников электрической энергии, включаемых в электрические цепи трехфазного тока?
2. Что такое последовательность фаз и как ее определяют? 3. Как производится разметка зажимов трехфазных трансформаторов? 4. Каковы соотношения между фазными и линейными токами и напряжениями в симметричной трехфазной цепи при соединении приемников энергии по схеме «звезда»? 5. В каких случаях нейтральный провод необходим и когда он не нужен? 6. Что такое смещение нейтральной точки и как оно определяется? 7. Рассмотрите местоположение нейтральной точки приемника в трехпроводной цепи на топографической диаграмме в случаях: равномерной нагрузки; обрыва одного из проводов; короткого замыкания одной из фаз нагрузки; изменения сопротивления одной из фаз от нуля до бесконечности при чисто активных сопротивлениях во всех фазах. 8. Как изменятся величины токов и фазных напряжений в симметричной трехфазной системе, соединенной по схеме «звезда», при обрыве и коротком замыкании одной из фаз? 9. Определите напряжение смещения нейтрали и постройте топографическую диаграмму для трехпроводной цепи при соединении нагрузки по схеме «звезда», состоящей из двух резисторов и конденсатора (или реактивной катушки) с одинаковыми по модулю проводимостями. 10. На топографической диаграмме постройте геометрическое место нейтральной точки при изменении индуктивности (или емкости) в одной из фаз, когда в двух других фазах находятся резисторы с одинаковой проводимостью. 11. Нагрузка из активных сопротивлений соединена по схеме «звезда» (цепь трехпроводная) в фазе А – R, в фазе В – L, в фазе С – С. Определите напряжение смещения и постройте топографическою диаграмму. Поясните, куда смещается нейтральная точка при коротком замыкании и обрыве фазы В. 12. Почему не применяется соединение по схеме «звезда» без нейтрального провода для осветительной нагрузки? Почему в нейтральном проводе не ставят предохранителей и выключателей? 13. Какими последствиями будет сопровождаться ошибка при соединении обмоток генератора по схеме «звезда», если будут перепутаны «начало» и «конец» одной фазы. Поясните на топографической диаграмме.
14. Как проявляется резонанс в трехфазных цепях? 15. Постройте топографические диаграммы напряжений для трехпроводной цепи, соединенной по схеме «звезда», в которой сопротивления фаз нагрузки состоят из активного сопротивления, индуктивности и емкости с одинаковыми по модулю проводимостями при прямой и обратной последовательности фаз питающего напряжения. 8. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8 ИССЛЕДОВАНИЕ ПАССИВНОГО РЕЗИСТИВНОГО ЧЕТЫРЁХПОЛЮСНИКА Цель работы
Опытное определение коэффициентов четырёхполюсника, параметров его схемы замещения, а также исследование различных режимов его работы.
Рабочее задание
1. Ознакомиться с оборудованием и приборами, записать их технические характеристики. 2. Провести опыты холостого хода и короткого замыкания резистивного четырёхполюсника. 3. По полученным данным из опытов холостого хода и короткого замыкания определить коэффициенты A, B, C, D четырёхполюсника. 4. Найти входные сопротивления для трех режимов работы четырехполюсника. По результатам измерений определить коэффициенты A, B, C, D четырёхполюсника и сравнить их с найденными ранее. 5. Подключить к выходным зажимам четырехполюсника резистивное сопротивление. Измерить напряжения, токи и активные мощности на входных и выходных зажимах четырёхполюсника. По опытным данным рассчитать КПД в этом режиме. 6. По найденным коэффициентам A, B, C, D, сопротивлению нагрузки и заданному напряжению на его выходных зажимах рассчитать величины, измеренные в п. 5. Сравнить эти величины со значениями, найденными опытным путем. 7. По найденным коэффициентам четырёхполюсника A, B, C, D определить параметры T - образной или П - образной схемы замещения и собрать одну из этих схем на наборном поле, воспользовавшись набором активных сопротивлений, прилагаемых к стенду. 8. Для собранной схемы при заданном значении сопротивления нагрузки измерить напряжения, токи и активные мощности на входных и выходных зажимах четырёхполюсника. Сравнить эти значения со значениями, найденными в п. 5.
Методические указания
К пункту 1 рабочего задания ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ Для опытного определения параметров четырёхполюсника используется регулируемый источник постоянного напряжения. Элементами, входящими в исследуемые пассивные четырёхполюсники, являются резисторы. Для измерения используются мультиметры и виртуальные приборы измерения (см. раздел 9).
К пункту 2 рабочего задания ОПЫТ ХОЛОСТОГО ХОДА
Выбрать исследуемый четырехполюсник в соответствии с заданным вариантом (номер варианта соответствует номеру бригады, см. табл. 8.1). Таблица 8.1. Варианты задания
Собрать схему рис. 8.1 (монтажная схема приведена на рис. 8.2) и провести опыт холостого хода четырёхполюсника. Для этого на вход четырехполюсника (зажимы 1 – 1’) подать постоянное напряжение U 1= 8÷12 В, а к зажимам 2 – 2’ подключить виртуальный вольтметр. Результаты измерений занести в табл. 8.2.
Рис. 8.1. Принципиальная схема к п. 2 задания
Рис. 8.2. Монтажная схема к п. 2 задания
Таблица 8.2. Исследование четырёхполюсника в режимах холостого хода и короткого замыкания
ОПЫТ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
В схеме рис. 8.1 вольтметр V 2 заменить виртуальным амперметром А2 и провести опыт короткого замыкания. Результаты измерений занести в табл. 8.2. К пункту 3 рабочего задания ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ЧЕТЫРЁХПОЛЮСНИКА Уравнения резистивного пассивного четырёхполюсника в А -форме имеют вид U1=AU2+BI2; I1=CU2+DI2, (8.1) где U1 и I1 - напряжение и ток на входных зажимах четырехполюсника; U2 и I2 - напряжение и ток на выходных зажимах четырехполюсника; А, В, С, D – коэффициенты, зависящие от структуры четырехполюсника и параметров элементов, составляющих его внутреннюю схему. В режиме холостого хода (I2=0)
U1X=AU2Х; I1X=CU2Х. (8.2)
Из уравнений (8.2) найти коэффициенты А и С и занести их в табл. 8.2. В режиме короткого замыкания (U2=0) U1К= BI2К; I1К= DI2К. (8.3)
Из уравнений (8.3) найти коэффициенты В и D и занести их в табл. 8.2.
К пункту 4 рабочего задания ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ЧЕТЫРЁХПОЛЮСНИКА ЧЕРЕЗ ЕГО ВХОДНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ
Определить входные сопротивления четырёхполюсника со стороны первичных зажимов в режимах холостого хода R1X и короткого замыкания R1K. При замкнутых накоротко первичных зажимах измерить входное сопротивление четырехполюсника со стороны вторичных зажимов R2K. В режиме холостого хода при питании со стороны первичных зажимов
В режиме короткого замыкания при питании со стороны первичных зажимов
В режиме короткого замыкания при питании со стороны вторичных зажимов
Результаты занести в табл. 8.3. Таблица 8.3. Результаты измерений величин входных сопротивлений и расчета коэффициентов четырехполюсника
К уравнениям (8.4)-(8.6) добавляется уравнение, связывающее коэффициенты четырёхполюсника:
Совместное решение системы уравнений (8.4)-(8.7) дает
Полученные результаты занести в табл. 8.3. К пункту 5 рабочего задания ИССЛЕДОВАНИЕ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА ПРИ РЕЗИСТИВНОЙ НАГРУЗКЕ Собрать схему рис. 8.3. Рис. 8.3. Принципиальная схема к п. 5 задания Установить на входе четырехполюсника поочередно три значения напряжения U1 =8…12 В и на выходе сопротивление нагрузки RН в соответствии с табл. 8.1. По результатам измерений напряжения и токов активные мощности на входе Р1 и выходе Р2 четырёхполюсника определяются по формулам
Эти же мощности могут быть измерены непосредственно с помощью виртуальных ваттметров. Тогда КПД определяется по формуле:
Результаты занести в табл. 8.4. Таблица 8.4. Опытные и расчетные величины к п. 5,6 задания
К пункту 6 рабочего задания ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРВИЧНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, ТОКОВ И МОЩНОСТЕЙ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА ПО ЕГО ИЗВЕСТНЫМ КОЭФФИЦИЕНТАМ А, В, С, D При напряжениях U2 на выходных зажимах четырехполюсника, экспериментально определенных в п. 5, и сопротивлении нагрузки RН, соответствующем п. 5, ток на выходе четырехполюсника определяется по закону Ома. Тогда напряжение и ток на входе четырехполюсника определяются по формулам (8.1), соответственно мощности рассчитываются по формулам (8.8). Результаты расчета занести в табл. 8.4 и сравнить их с результатами эксперимента.
К пункту 7 рабочего задания К ОПРЕДЕЛЕНИЮ ПАРАМЕТРОВ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА
Любой резистивный четырехполюсник может представлен Т- или П-образной схемой замещения. Выбор схемы замещения осуществляется в соответствии с табл. 8.1. Т-образная схема замещения представлена на рис. 8.4. Рис. 8.4. Т-образная схема замещения четырехполюсника
Ее коэффициенты определяются по формулам
Отсюда параметры Т-образной схемы замещения
П- образная схема замещения представлена на рис. 8.5.
Рис. 8.5. П-образная схема замещения четырехполюсника
Ее коэффициенты определяются по формулам
Отсюда параметры П-образной схемы замещения
К пункту 8 рабочего задания ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА ПРИ РЕЗИСТИВНОЙ НАГРУЗКЕ Собрать Т-образную или П-образную схему замещения в соответствии с табл. 8.1, используя сопротивления, рассчитанные в предыдущем пункте. Для значений напряжения U1 и сопротивления RН (см. п. 5), измерить напряжения и токи четырехполюсника. Активные мощности рассчитываются по формулам (8.8). Результаты занести в табл. 8.5.
Таблица 8.5. Опытные и расчетные величины к п. 8 задания
Вопросы для самоконтроля 1. Какие четырёхполюсники называют активными, пассивными, симметричными, несимметричными, обратимыми? Привести примеры. 2. Каковы размерности коэффициентов А, В, С, D? Как связаны между собой коэффициенты четырёхполюсника? 3. Что такое входные и взаимные проводимости? Как через них определяют параметры четырёхполюсника? 4. Что такое характеристические параметры четырёхполюсника? Как рассчитываются эти параметры? 5. Как можно определить параметры Т- и П- образных схем четырёхполюсника, если известны его коэффициенты? 6. Какое соединение четырёхполюсников называется каскадным? Привести пример. 7. Какой режим четырёхполюсника называют согласованным? Каковы соотношения между током и напряжением для этого режима? ИСПОЛЬЗУЕМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ Компоновка оборудования
Общая компоновка типового комплекта оборудования в стендовом исполнении показано на рис. 9.1. На лабораторном столе закреплена рама, в которой устанавливаются отдельные блоки. Расположение блоков жёстко не фиксировано. Оно может изменяться для удобства проведения того или иного конкретного эксперимента. Наборная панель, на которой собирается электрическая цепь из мини-блоков, может устанавливаться и непосредственно на столе. В выдвижных ящиках хранятся наборы мини-блоков и устройств, соединительные провода, перемычки и кабели, методические материалы. Один из наборов мини-блоков показан на рис. 9.1 на столе.
Рис. 9.1. Общая компоновка типового комплекта оборудования в стендовом исполнении
Блок генераторов напряжений
Блок генераторов напряжений с наборным полем (БГННП) предназначен для формирования однофазных сигналов различной формы, регулируемых по амплитуде и частоте, формирования трёхфазного напряжения и постоянных напряжений для питания исследуемых схем. БГННП содержит наборное поле для сборки электрических схем с использованием набора мини-блоков. Синусоидальное, прямоугольное или импульсное напряжения на выходе генератора задаются переключателем ФОРМА. Амплитуда выходного напряжения устанавливается ручкой АМПЛИТУДА в пределах от 0 до 12 В. Диапазон регулирования частоты генератора напряжений специальной формы - от 0,2 Гц до 200 кГц. Частота устанавливается ручкой энкодера-потенциометра. При горящем состоянии светодиода частота меняется по декадам. При мигающем состоянии светодиода частота меняется с минимально возможным шагом. Переключение между режимами производится путем нажатия кнопки энкодера-потенциометра. Генератор постоянных напряжений предназначен для получения стабилизированных напряжений +15 В, -15 В и регулируемого напряжения от 0 до 13 В. Все генераторы имеют общую точку «^». Общий вид блока генераторов напряжений показан на рис. 9.2. В левой части расположены органы управления источниками питания, в правой – гнёзда для подключения исследуемых элементов электрической цепи (мини-блоков). В нижней части показан фрагмент электрической цепи, собранной на наборном поле. Все источники напряжений включаются и выключаются общим выключателем СЕТЬ и защищены от внутренних коротких замыканий плавким предохранителем с номинальным током 0,5 А. На лицевой панели блока указаны номинальные напряжение и ток каждого источника напряжения, а также диапазоны изменения регулируемых выходных величин. Все источники напряжений имеют общую точку «^», несоединённую с заземлённым корпусом блока. Источники защищены от перегрузок и внешних коротких замыканий самовосстанавливающимися предохранителями с номинальным током 0,2 А. О срабатывании предохранителя свидетельствует индикатор «I >». Наборная панель, находящаяся справа от генератора напряжений, служит для расположения на ней мини-блоков в соответствии со схемой данного опыта (рис. 9.2). Гнёзда на этой панели соединены в узлы, как показано на ней, линиями. Поэтому часть соединений выполняется автоматически при установке мини-блоков в гнёзда панели. Остальные соединения выполняются проводами и перемычками. Так на фрагменте цепи, показанной на рис. 9.2, напряжение от фазы С трёхфазного источника подводится с помощью перемычки к одной из обмоток трансформатора. К другой обмотке подключены резистор и конденсатор, соединённые последовательно. Для измерения токов в ветвях цепи удаляется одна из перемычек и вместо неё в образовавшийся разрыв включается амперметр. Для измерения напряжений на элементах цепи параллельно рассматриваемому элементу включается вольтметр.
Рис. 9.2. Лицевая панель блока генераторов напряжений Набор мини-блоков
Мини-блоки представляют собой отдельные элементы электрических цепей (резисторы, конденсаторы, индуктивности, диоды, транзисторы и т.п.), помещённые в прозрачные корпуса, имеющие штыри для соединения с гнёздами наборной панели. Некоторые мини-блоки содержат несколько элементов, соединённых между собой, или более сложные функциональные блоки. На этикетках мини-блоков изображены условные обозначения элементов или упрощённые электрические схемы их соединения, показано расположение выводов и приведены основные технические характеристики. Мини-блоки хранятся в специальном контейнере. Общий вид контейнера с мини-блоками представлен на рис. 9.3. В табл. 9.1 приведены характеристики одноэлементных мини-блоков и перечислены более сложные мини-блоки. Таблица 9.1. Характеристики одноэлементных мини-блоков
Рис. 9.3. Контейнер с мини-блоками Набор трансформаторов
Трансформатор выполнен на разъёмном U-образном сердечнике из листовой электротехнической стали с толщиной листа 0,08 мм. Сечение сердечника 16´12 мм. На сердечнике установлены катушки 900 и 300 витков, и имеются две сменные катушки 300 и 100 витков. Катушки легко переставляются в ходе лабораторной работы. Номинальные параметры трансформаторов при частоте 50 Гц приведены в табл. 9.2.
Таблица 9.2. Номинальные параметры трансформаторов
Блок мультиметров
Блок мультиметров предназначен для измерения напряжений, токов, сопротивлений, а также для проверки диодов и транзисторов. Общий вид блока, включающего в себя два прибора, представлен на рис. 9.4.
Рис. 9.4. Блок мультиметров
Для обеспечения надёжной длительной работы мультиметров соблюдайте следующие правила. · Когда порядок измеряемой величины неизвестен, устанавливайте переключатель пределов измерения на наибольшую величину. · Перед тем как повернуть переключатель для смены рода работы (не для изменения предела измерения!), отключайте щупы от проверяемой цепи. · Не измеряйте сопротивление в цепи, к которой подведено напряжение. · Не измеряйте ёмкость конденсаторов, не убедившись, что они разряжены. До подключения мультиметра к цепи необходимо выполнить следующие операции: · выбор измеряемой величины: - V, ~ V, - A, ~ A или Ω; · выбор диапазона измерений соответственно ожидаемому результату измерений; · правильное подсоединение зажимов мультиметра к исследуемой цепи. Присоединение мультиметра как вольтметра, амперметра и омметра показано на рис. 9.5.
Рис. 9.5. Присоединение мультиметра как вольтметра, амперметра и омметра Коннектор
Коннектор предназначен для ввода измеряемых токов и напряжений в компьютер. Он содержит делители напряжений для ввода напряжений, шунты для ввода токов, блоки гальванической развязки измеряемых сигналов, разъем для вывода из компьютера сигналов управления электронным ключом и разъем для подключения плоского кабеля связи коннектора с компьютером. Общий вид лицевой панели коннектора показан на рис. 9.6. Изображенные на лицевой панели измерительные приборы V0, V1, A1…A4 включаются в цепь как обычные вольтметры и амперметры. Коннектор имеет два канала для ввода напряжений в компьютер и два канала для ввода токов. Однако в цепь можно включить четыре амперметра и кнопками переключения измеряемого тока выбирать вводимое в компьютер значение I1 или I2, I3 или I4. О выбранном токе сигнализирует светодиод на лицевой панели коннектора и надпись на виртуальном амперметре на экране дисплея.
Рис. 9.6. Коннектор
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-08-25; просмотров: 636; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.146.105.194 (0.139 с.) |
и 
. Точка пересечения этих дуг с линией напряжения 
определяет положение потенциала точки n (рис. 7.10).
действующие значения линейных токов фаз В и С равны и при резистивной нагрузке совпадают по фазе с соответствующими фазными напряжениями приемника.
при RB=RC определить по приведенной ранее формуле:
.
; 
; 
.
.
(8.4)
(8.5)
(8.6)
(8.7)
(8.8)
