Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу 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 |
ПЗ 1 Расчет разветвленных цепей постоянного токаСодержание книги Похожие статьи вашей тематики
Поиск на нашем сайте
Содержание
Темы практических занятий
ВВЕДЕНИЕ Настоящие методические указания предназначены для студентов дневной и заочной форм обучения, изучающих «Основы электротехники и электроники» включают в себя типовые практические занятия с пояснениями к решению задач для неэлектрических специальностей высших учебных заведений. Состав контрольных работ для каждой специальности определяется преподавателем. Указания содержат задания для выполнения контрольных работ по указанным дисциплинам, а также методики выполнения расчетов. К выполнению контрольной работы следует приступать после изучения соответствующих тем, указанных в задании на контрольную работу. При оформлении контрольной работы следует сначала выписать условия задачи, исходные данные и начертить электрическую схему. Решение рекомендуется излагать в последовательности, приведенной в методических рекомендациях по решению каждой задачи. При этом сначала записывается расчетная формула в общем виде, далее подставляются вместо символов их числовые значения и затем записывается ответ, округленный до трех значащих цифр, с указанием единицы измерения. Векторные диаграммы должны оформляться с обязательным указанием единиц измерения и масштабов по осям координат. Порядок выбора вариантов заданий на контрольную работу и исходных данных для задач изложен в примечаниях к соответствующим таблицам. На контрольную работу для заочной формы обучения выносятся следующие практические задания: ПЗ 1 Расчет разветвленных цепей постоянного тока ПЗ 3 Расчет разветвленных цепей однофазного переменного тока ПЗ 6 Расчет параметров трансформатора ПЗ 7 Расчет параметров асинхронного электродвигателя ПЗ 10 Расчет мощных выпрямителей Завершенная контрольная работа предоставляется студентом заочной формы обучения преподавателю не позже, чем за две недели до начала экзаменационной сессии. К защите контрольной работы допускаются студенты, выполнившие все разделы задания в соответствии с требованиями настоящих методических указаний. Электротехника Выбор варианта задания производится по последней цифре номера зачетной книжки студента. Практическое занятие 1 Расчет разветвленных цепей постоянного тока Задача 1
В схеме (рис.1.1) трехпроводной линии постоянного тока э.д.с. источника E 1=220 B и E 2=205 B, их внутреннее сопротивления r 1= r 2= 0,5 Ом, сопротивления главных проводов R 1 = R 2 =1,8 Ом и нейтрального проводаR0=2,5 Ом, сопротивления пассивных приемников энергии R 3 = 40 Ом, R 4 = 20 Ом. Определить токи, применив законы Кирхгофа и метод контурных токов.
Решение В схеме имеются три ветви и, следовательно, число неизвестных токов равно трем. Число узлов равно трем. Намечаем на схеме предполагаемые направления токов в ветвях. После этого составляем, основываясь на первый закон Кирхгофа, уравнение для узла B:
Недостающие уравнения для двух замкнутых контуров составим на основании второго закона Кирхгофа. Направление обхода контуров выбираем по часовой стрелке. Для контура I:
Для контура II: Получим следующую систему уравнений:
Подставим числовые значения:
Решение системы уравнений с тремя неизвестными дает:
В цепи (рис.1.1) ЭДС источников равны Е1, Е2, Е3 и внутренние сопротивления Rвн1 =0,1 Ом, Rвн2 =0,2 Ом, Rвн3 =0,3 Ом. Сопротивления в пассивных ветвях R1 =1,5 Ом, R2 =2 Ом, R3 =2,5 Ом, R4 =2 Ом, R5 = R6 = R7 = R8 =3 Ом. Отдельные ветви цепей могут быть разомкнуты с помощью выключателей В1 - В6.
Задание на контрольную работу:
Определить по методу контурных токов токи в ветвях цепи и режимы работы источников энергии. Проверку провести методом непосредственного применения законов Кирхгофа. Составить баланс мощностей. Таблица 1.1 – Исходные данные к задаче 1
Задача 2.
В цепи рисунке 1.3 ЭДС источников питания равны Е1=120В и Е2=113В, а сопротивления ветвей R1=5 Ом, R2=6 Ом, R3=R4=R5=2,1 Ом, R6=2 Ом. Определить по методу эквивалентного генератора ток в ветви с сопротивлением R6. Проверить результат, определив этот ток по методу узлового напряжения. При решении задачи применить преобразование треугольника сопротивлений в эквивалентную звезду. Рисунок 1.3 – Исходная разветвелнная цепь постоянного тока
Рисунок 1.4 – Преобразованная цепь из треугольника в звезду
Решение: Применив преобразование треугольника сопротивлений в эквивалентную звезду, получаем цепь на рисунке 1.4:
а так как все сопротивления в выражении численно равны:
Согласно методу «Эквивалентного генератора»:
Так как
Рисунок 1.5 – Преобразование схемы для расчета методом эквивалентного генератора Проверяем результат, определив этот ток по методу узлового напряжения:
Задание для контрольной работы:
В цепи (рис. 1.6) ЭДС источников питания равны Е1 и Е2, а сопротивления ветвей R1, R2, R3, R4, R5, R6. Определить по методу эквивалентного генератора ток в ветви с сопротивлением R6. Проверить результат, определив этот ток по методу узлового напряжения. При решении задачи применить преобразование треугольника сопротивлений в эквивалентную звезду.
Таблица 1.2 – Исходные данные к задаче 2
Практическое занятие 3 Задача 3 Определить токи и напряжение
Рисунок 3.1 – Электрическая схема смешанного соединения индуктивной катушки, емкости и активного сопротивления. Решение:
Ток в ветви конденсатора
Полное сопротивление ветви катушки
Ток в ней
Ток
Вектор тока Учитывая, что ток · активную
· реактивную
Определим ток
Напряжение Вектор напряжения равен сумме векторов напряжения
Напряжение Ток в сопротивлении
Он совпадает по фазе с напряжением совпадающему с направлением вектора напряжения
Вектор суммарного тока  можно определить аналитически по методу проводимости или из векторной диаграммы сложением векторов токов  и  .
Ток Угол сдвига фаз между
Задание для контрольной работы: В цепь синусоидального тока частотой f = 50 Гц (рис. 1.3) включены две параллельные ветви. Параметры элементов известны: R1, R2, L, С. Напряжение на конденсаторе Uc. Найти токи в ветвях и в неразветвленной части цепи. Определить сдвиги фаз всей цепи и в обеих ветвях. Построить векторную диаграмму.
Таблица 3.1 – Исходные данные к задаче 3
Рисунок 3.3 – Разветвленная электрическая цепь переменного тока | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 | 30 20 40 50 60 40 30 20 50 60 | 0,096 0,0127 0.019 0,016 0,032 0,019 0,0127 0,0096 0,0127 0,016 | 630 400 500 680 750 600 320 400 500 320 | 4 6 3 8 5 7 6 5 3 4 | 5 3 4 4 6 5 3 4 6 5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
A,
A,
A
,
Ом
находят в режиме холостого хода двухполюсника, то
находим из схемы в режиме холостого хода, исключив из неё источники:
Ом
А
В
А
в цепи (рис.2.5.1), построить векторную диаграмму, определить угол сдвига фаз между током 
и напряжением 
опережает по фазе напряжение 
на четверть периода.
В 
Ом
А 
,
, а ток 
А 
А 
А 
В/мм, 
А/мм
на сопротивление 
:
В 
.
А
.
током 
Практические занятие 4
Задача 4
К соединенному звездой проводу генератору с фазным напряжением присоединяются треугольником три индуктивные катушки, каждая из которых имеет сопротивление 
определить токи в линейных проводах, соединяющих генератор с приемниками, а также активную, реактивную и полную мощности приемников и построить в масштабе векторные диаграммы напряжений и токов генератора и приемников сопротивлением проводов пренебречь.
Рисунок 4.1 – Схема трехфазной цепи при соединении звездой
генератора и треугольником приемников.
Решение:
Так как катушки включены на линейное напряжение генератора (рис. 3.7.1) и нагрузка симметрична, то
А,
Линейный ток
А
Фазный ток в нагрузке, так и ток генератора 
отстает от фазного напряжения на угол
Векторная диаграмма цепи построены на рис. 3.7.2, 3.7.3.
Рисунок 4.2 – Векторная диаграмма Рисунок 4.3 – Векторная диаграмма
генератора. приемников.
Мощности катушек:
ВА
Вт
Вар
Задание для контрольной работы:
К трехфазной линии с линейным напряжением Uл подключен симметричный трехфазный приемник, соединенный треугольником (см. рис. 1.4). Активное и реактивное сопротивления фазы приемника соответственно равны Rф и Xф. Определить ток в фазах приемника и линейных проводах, а также потребляемую приемником активную мощность в режимах: а) симметричном трехфазном; б) при обрыве одной фазы приемника; в) при обрыве линейного провода (вследствие сгорания плавкой вставки предохранителя). Построить для всех трех режимов топографические диаграммы напряжений и показать на них векторы токов.
Таблица 4.1 - Данные к задаче 4
| № варианта | Uл, В | Rф, Ом | Хф, Ом |
|
Рисунок 4.4 – Трехфазная электрическая цепь при соединении фаз трехфазных потребителей «треугольником»
Практическое занятие 5
Задача 5
Рисунок 5.1 – схема соединения трехфазной нагрузки «звезда»
К трехфазной линии с линейным напряжением Uл=380 В подключены три одинаковых приемника, соединенных звездой. Активное и реактивное сопротивления каждого приемника равны Rф=3 Ом и Хф=7 Ом. Определить токи в фазах нагрузки и линейных проводах, а также потребляемую нагрузкой активную мощность в режимах: а) симметричном трехфазном; б) при обрыве одной фазы нагрузки; в) при коротком замыкании той же фазы нагрузки. Построить для всех трех режимов топографические диаграммы напряжений и показать на них векторы токов.
Решение:
а) сопротивление фазы 
Ом
Угол между током и напряжением 
Напряжение 
В
Линейный и фазный токи 
А
Мощность 
Вт
б) При обрыве одной фазы приемника, например, фазы С:
Напряжение остается без изменений В
Токи в двух других фазах остаются А.
Ток в оборванной фазе равен нулю.
Мощность 
Вт
в) При коротком замыкании той же фазы нагрузки С – две другие фазы оказываются подключенными на линейное напряжение 
В
Токи в двух других фазах 
А.
Мощность 
Вт
Задание для контрольной работы
К трехфазной линии с линейным напряжением Uл подключены три одинаковых приемника, соединенных звездой (см. рис. 1.5). Активное и реактивное сопротивления каждого приемника равны Rф и Хф. Определить токи в фазах нагрузки и линейных проводах, а также потребляемую нагрузкой активную мощность в режимах: а) симметричном трехфазном; б) при обрыве одной фазы нагрузки; в) при коротком замыкании той же фазы нагрузки. Построить для всех трех режимов топографические диаграммы напряжений и показать на них векторы токов.
Таблица 5.1 - Данные к задаче 5
| № варианта | Uл, В | Rф, Ом | Хф, Ом |
|
Рисунок 1.5 - Трехфазная электрическая цепь при соединении фаз трехфазных потребителей «звездой»
Практическое занятие 6
Задача 6
Имеется трехфазный трансформатор со следующими данными: 
группа соединения Y/Y = 12.
Составить упрощенную схему замещения трансформатора в режиме короткого замыкания и определить значения всех элементов схемы, а также активные и индуктивные сопротивления обеих обмоток трансформатора, если считать, что сопротивления первичной обмотки равны приведенным сопротивлениям вторичной обмотки, т. е. c 
Решение:
Схема замещения и векторная диаграмма трехфазного трансформатора строятся для одной фазы. В упрощенной схеме замещения трансформатора (рис. 4.1, а) пренебрегают током холостого хода 
полагая при этом 
В режиме короткого замыкания трансформатора сопротивление нагрузки 
а напряжение 
доводится до величины, при которой (рис. 4.1, б), поэтому полное фазное сопротивление короткого замыкания 
можно найти из соотношения:
При соединении первичной обмотки по схеме звезда:
Следовательно,
Мощность короткого замыкания 
равна мощности потерь в проводниках обмоток трансформатора при номинальном токе:
Отсюда активное и индуктивное сопротивления обмоток трансформатора при коротком замыкании соответственно:
В схеме замещения (см. рис. 4.1, б)
где 
и 
приведенные активное и индуктивное сопротивление вторичной обмотки, согласно условию
Действительные сопротивления вторичной обмотки:
где К – коэффициент трансформации 
Задание для контрольной работы:
Трехфазный трансформатор характеризуется следующими номинальными величинами: мощностью Sн; высшее линейное напряжение U1н; низшее линейное напряжение U2н. Схема соединения обмоток трансформатора Y / Y. Мощность потерь холостого хода Р0 (при первичном напряжении, равном номинальному); мощность потерь короткого замыкания Ркн (при токах в обмотках, равных номинальным). Определить:
а) коэффициент трансформации;
б) фазные напряжения первичной и вторичной обмоток при холостом ходе;
в) номинальные токи в обмотках трансформатора;
г) активное сопротивление фазы первичной и вторичной обмоток;
д) КПД трансформатора при cosj2= 0,8 и значениях коэффициента загрузки 0,25; 0,5; 0,75;
е) годовой эксплуатационный КПД трансформатора при тех же значениях cosj2= 0,8 и коэффициента загрузки при условии, что трансформатор находится под нагрузкой в течение года 4200 ч, а в остальное время цепь вторичной обмотки разомкнута.
Указание. Принять, что в опыте короткого замыкания мощность потерь делится поровну между первичной и вторичной обмотками.
Таблица 6.1 – Исходные данные к задаче 6
| № варианта | S, кВ • А | U1н, кВ | U2н, В | Р0, Вт | Ркн, Вт |
| 1 | 20 | 6 | 230 | 180 | 600 |
| 2 | 20 | 10 | 400 | 220 | 600 |
| 3 | 30 | 6 | 230 | 250 | 850 |
| 4 | 30 | 10 | 400 | 300 | 850 |
| 5 | 50 | 6 | 525 | 350 | 1325 |
| 6 | 50 | 10 | 400 | 440 | 1325 |
| 7 | 100 | 6 | 525 | 600 | 2400 |
| 8 | 100 | 10 | 400 | 730 | 2400 |
| 9 | 180 | 6 | 400 | 1000 | 4000 |
| 0 | 180 | 10 | 525 | 1200 | 4100 |
Практическое занятие 7
Задача 7
Технические данные асинхронного двигателя типа А051-6 приведены в таблице 7.1
Таблица 7.1 – Технические данные АД типа А051-6.
| Тип |
|
| При номинальной нагрузке | ||||||||
| ток статора |
|
|
|
|
| ||||||
| 127 | 220 | 380 | 500 | ||||||||
| А051-6 | 2,8 | 950 | 19,7 | 11,4 | 6,8 | 5,0 | 82,5 | 0,78 | 5,0 | 1,3 | 1,8 |
при напряжении, В
Двигатель может быть выполнен на любое из указанных напряжений.
Определить: синхронную скорость 
и номинальное скольжение 
моменты: номинальный 
пусковой 
и максимальный 
активную мощность 
потребляемую из сети при номинальной нагрузке; пусковой ток 
при напряжении 
Решение:
Синхронная скорость двигателя
где 
число пар полюсов.
О синхронной скорости можно судить также по номинальной скорости: если номинальная скорость 
то ближайшая синхронная скорость 
Номинальное скольжение обычно колеблется в пределах от 1 до 6%. В данном случае
Момент на валу двигателя можно определить по уравнению
где 
мощность на валу; 
угловая скорость вращения вала. Тогда
Мощность, потребляемая из сети,
Пусковой ток
Где
Тогда 
Задание для контрольной работы:
Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором питается от сети с линейным напряжением 380 В. Величины, характеризующие номинальный режим двигателя: мощность на валу Р2н; частота вращения ротора n2н; коэффициент мощности cos j н; КПД h н. Обмотки фаз статора соединены звездой. Кратность критического момента относительно номинального Км=Мк/Мн. Определить:
а) номинальный ток в фазе обмотки статора;
б) число пар полюсов обмотки статора;
в) номинальное скольжение;
г) номинальный момент на валу ротора;
д) критический момент;
е) критическое скольжение (пользуясь формулой):
ж) значения моментов, соответствующие значениям: Sн; Sк; 0,1; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0 (по формуле пункта е);
з) пусковой момент при снижении напряжения в сети на 10 %. Построить механическую характеристику n(М) электродвигателя.
Таблица 7.2 - Данные к задаче 7
| № варианта | Р2н, кВт | n2н, об/мин | cos j lн | h н, % | Км |
| 1 | 1,1 | 2800 | 0,87 | 79,5 | 2,2 |
| 2 | 1,5 | 2825 | 0,88 | 80,5 | 2,2 |
| 3 | 2,2 | 2850 | 0,89 | 83,0 | 2,2 |
| 4 | 3,0 | 1430 | 0,84 | 83,5 | 2,2 |
| 5 | 4,0 | 1430 | 0,85 | 86,0 | 2,2 |
| 6 | 5,5 | 1440 | 0,86 | 88,0 | 2,2 |
| 7 | 7,5 | 1440 | 0,87 | 88,5 | 2,2 |
| 8 | 10 | 960 | 0,89 | 88,0 | 1,8 |
| 9 | 13 | 960 | 0,89 | 88,0 | 1,8 |
| 0 | 17 | 960 | 0,90 | 90,0 | 1,8 |
Вопросы для самоконтроля
1. Алгоритм метода контурных токов.
2. Цепь переменного тока R, L, S, условие резонанса напряжений, резонанса токов.
3. Трехфазная цепь, соединения «треугольник», «звезда».
4. Принцип работы асинхронных и синхронных машин, машин постоянного тока.
Литература: [1-4].
Электроника
Практическое занятие 8
Общие положения
Элементы электронных устройств, как правило, представляют собой стандартизированные детали, серийно выпускаемые промышленностью. Эти изделия изготавливаются согласно номенклатуре, установленной специально разработанными типовыми рядами номиналов, которые являются обязательными к применению для разработчика аппаратуры. Исключение составляют детали, содержащие индуктивность – трансформаторы и дроссели, изготавливаемые обычно для установки в определенном конкретном устройстве. Однако и в этом случае обычно используются унифицированные типовые ряды магнитных сердечников.
Содержанием настоящей темы предусмотрено ознакомление с методами и правилами, применяемыми при выборе наиболее распространенных элементов электронных схем – полупроводниковых диодов, транзисторов, резисторов и конденсаторов. Общий принцип при подборе этих элементов заключается в следующем. Вначале аналити
|
| Поделиться: |
