Лабораторная работа 1. Исследование электрических цепей однофазного синусоидального тока при последовательном соединении активного, индуктивного и емкостного сопротивлений. Резонанс напряжений
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по образованию
____________В.Я. Шевченко
«___»______________2015 г.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ
«Электротехника и электропривод»
для студентов всех форм обучения
направления подготовки 44.03.04 Профессиональное обучение (по отраслям)
профили «Транспорт», «Машиностроение и материалообработка», «Металлургия»
Екатеринбург
РГППУ
Учебно-методический комплексдисциплины «Электротехника и электропривод». Екатеринбург, ФГАОУ ВО «Российский государственный профессионально-педагогический университет», 2015. 73 с.
Учебно-методический комплексдисциплины составлен в соответствии с требованиями ФГОС ВО по направлению подготовки 44.03.04 Профессиональное обучение (по отраслям).
| Составитель: канд. пед. наук, доцент, заведующий кафедрой электрооборудования и энергоснабжения А.О. Прокубовская | ||
| Рецензент: канд. пед. наук, доцент, директор института инженерно-педагогического образования Е.В. Чубаркова |
Одобрен на заседании кафедры электрооборудования и энергоснабжения. Протокол от «11» декабря 2015 г. № 5.
| Заведующий кафедрой электрооборудования и энергоснабжения | А.О. Прокубовская |
Рекомендован к печати научно-методической комиссией института инженерно-педагогического образования РГППУ. Протокол от «16» декабря 2015 г. № 4.
| Председатель научно-методической комиссии ИИПО | А.О. Прокубовская | |
| Директор ИИПО | Е.В. Чубаркова |
| © ФГАОУ ВО «Российский государственный профессионально-педагогический университет», 2015 |
| © Прокубовская А.О., 2015 |
1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Дисциплина «Электротехника и электропривод» основана на знаниях и умениях, сформированных в рамках дисциплин «Математика», «Физика», имеет практическую направленность и является базовой для всех дисциплин, изучающих электромагнитные явления в различных устройствах, способы их представления и анализа работы.
Целью данной дисциплины является формирование у студентов представлений о теоретических и прикладных аспектах современной электротехники, электроники и электропривода, а также навыков расчета, выбора и эксплуатации электротехнических и электромеханических устройств.
Дисциплина «Электротехника и электропривод» относится к модулю М5. Профильный модуль. Целями ее изучения являются:
1) приобретение студентами знаний об устройстве и области применения электрических цепей и электропривода и умений выполнять их расчеты и анализ;
2) приобретение студентами знаний о моделях и способах моделирования электрических цепей и электропривода;
3) формирование у студентов практических умений по моделированию электрических цепей и электропривода и их анализу;
4) формирование у будущих бакалавров готовности к использованию информационных и коммуникационных технологий при расчете, построении и анализе электрических цепей и электропривода.
В контексте названных целей содержание данной учебной дисциплины сочетает в себе следующие три важнейших аспекта:
· мировоззренческий аспект, связанный в основном с формированием представлений о роли электротехники и электропривода в современной науке и технике;
· методический аспект, касающийся формирования соответствующей компетенций у студентов;
· прикладной аспект, связанный с овладением студентами основными приемами расчета, анализа и компьютерного моделирования электрических цепей и электропривода.
Дисциплина «Электротехника и электропривод» связывает общую естественно-научную подготовку в области математики и физики с информационно-технологической.
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО
Дисциплина «Электротехника и электропривод» относится к модулю М5. Профессиональный модуль учебного плана по направлению подготовки ВО 44.03.04 Профессиональное обучение (по отраслям) и предназначена для формирования компетентности бакалавров в области электромагнитных явлений в различных устройствах, способы их представления и анализа работы.
Формирование компетентности по анализу характеристик электрических систем и устройств у студентов, обучающихся по профилям «Транспорт», «Машиностроение и материалообработка», «Металлургия» направления 44.03.04 Профессиональное обучение (по отраслям) происходит следующим образом. В ходе изучения дисциплин «Математика», «Физика» у них формируются общепрофессиональные знания математических и физических основ функционирования электрических цепей и электропривода, «Информатика» - базовые умения по использованию информационных технологий для решения прикладных задач.
Далее при изучении дисциплины «Электротехника и электропривод» студенты приобретают знания о современных методах анализу характеристик электрических цепей и электропривода. На этих знаниях базируются специальные дисциплины, такие как «Электрооборудование автомобилей» (профиль «Транспорт»), «Прикладная метрология» (профиль «Машиностроение и материалообработка»), «Источники питания для сварки» (профилизация «Технологии и технологический менеджмент в сварочном производстве» профиля «Машиностроение и материалообработка») и др.
Для изучения данной учебной дисциплины необходимы следующие знания и умения, формируемые предшествующими дисциплинами:
2.1. Из курса «Математика»:
Знания: основтеории функций комплексного переменного, векторной алгебры, математического анализа, алгебры логики (булевой алгебры).
Умения: выполнять действия с комплексными числами, вычислять производные сложных функций, брать интегралы от функции, сводящихся к табличным, выполнять сложение и вычитание векторов, минимизировать логические выражения.
Владения: операциями над комплексными числами, действиями с векторами, методиками математического анализа, методами минимизации логических выражений.
2.2. Из курса «Физика»:
Знания: характеристик постоянного электрического тока и условий его существования; разности потенциалов, электродвижущей силы, напряжения, закона Ома для однородного участка цепи и для замкнутой цепи; работу и мощность электрического тока, закона Джоуля-Ленца; правила Кирхгофа; явления электромагнитной индукции; закона электромагнитной индукции; характеристик переменного тока; поведения сопротивления, индуктивности и емкости в цепи переменного тока.
Умения: объяснить основные наблюдаемые природные и техногенные явления и эффекты с позиций фундаментальных физических взаимодействий; указать, какие законы описывают данное явление или эффект; истолковывать смысл физических величин и понятий; записывать уравнения для физических величин в системе СИ.
Владения: методами использования основных общефизических законов и принципов в важнейших практических приложениях; применения основных методов физико-математического анализа для решения естественнонаучных задач.
2.3. Из курса «Информатика»:
Знания: возможностей компонентов пакета прикладных программ Microsoft Office (или OpenOffice) для решений практико-ориентированных задач.
Умения: создавать, форматировать редактировать текстовые документы различной сложности, вставлять в них объекты, создавать и анализировать таблицы, проводить вычисления, строить и анализировать графики и диаграммы.
Владения: технологиями создания, форматирования, редактирования различных документов.
3. КОМПЕТЕНЦИИ СТУДЕНТА, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
По окончании изучения дисциплины «Электротехника и электропривод» студент должен знать:
· основные электротехнические законы, их практическое приложение; методы анализа электрических и магнитных цепей, в том числе с использованием информационных технологий;
· принцип действия, устройство, свойства, области применения и потенциальные возможности основных электрических цепей и электропривода;
· электротехническую терминологию и символику, правила чтения и составления простейших электрических схем;
· особенности экспериментального определения основных характеристик типовых электротехнических и устройств, в том числе с использованием информационных технологий;
· методики выбора основных элементов и устройств соответствующего специализированного электрооборудования.
По окончании изучения дисциплины «Электротехника и электропривод» студент должен уметь:
· экспериментально определять параметры и характеристики простейших электрических цепей и электропривода;
· измерять требуемые параметры электрических цепей и электропривода;
· анализировать характеристики электрических цепей и электропривода, в том числе и с использованием информационных технологий;
· моделировать электрических цепей и электропривода и определять их характеристики с использованием информационных технологий.
Владеть / быть в состоянии продемонстрировать:
· методиками расчета электрических цепей и электропривода;
· методами моделирования электрических цепей и электропривода, в том числе с использованием информационных технологий;
· методами анализа характеристик электрических цепей и электропривода в, в том числе и с использованием информационных технологий.
В ходе изучения дисциплины у студентов формируются следующие компетенции:
· способностью использовать основы естественнонаучных и экономических знаний при оценке эффективности результатов деятельности в различных сферах (ОК-3);
· способностью выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессионально-педагогической деятельности (ОПК-2).
4. СТРУКТУРА ДИСЦИПЛИНЫ
4.1. Объем дисциплины и виды учебной работы
Таблица 1
| Вид учебной работы | Форма обучения | |
| Очная | Заочная | |
| Семестры | ||
| 4 семестр | 4, 5 семестр | |
| Общая трудоемкость дисциплины | 2 з.е. (72 ч.) | 2 з.е. (72 ч.) |
| Аудиторные занятия | ||
| лекции | ||
| практические занятия | ||
| семинарские занятия | ||
| лабораторные работы | ||
| другие виды аудиторных занятий | ||
| Самостоятельная работа | ||
| изучение теоретического курса | ||
| домашние задания / контрольные работы | ||
| подготовка к зачету | ||
| Вид промежуточного контроля | зачет | зачет |
4.2. Содержание и тематическое планирование дисциплины
Таблица 2
| № п/п | Разделы учебной дисциплины | Виды учебной деятельности и трудоемкость (в часах) | Формы текущего контроля успеваемости | ||||
| Лекции | Практические занятия | Лабораторные работы | СРС | Консульта-ции | |||
| 1. | Введение | Еженед. | Собеседование | ||||
| 2. | Особенности анализа электрических цепей постоянного тока | Еженед. | Собеседование | ||||
| 3. | Расчет и анализ электрических цепей однофазного синусоидального тока | Еженед. | Собеседование, защита лабораторных работ | ||||
| 4. | Расчет и анализ электрических цепей трехфазного синусоидального тока | Еженед. | Собеседование, защита лабораторных работ | ||||
| 5. | Трансформаторы: классификация, устройство, принцип действия, область применения | Еженед. | Собеседование, защита лабораторных работ | ||||
| 6. | Электрические машины переменного тока. Устройство, принцип действия, область применения. Синхронные и асинхронные машины. | Еженед. | Собеседование, защита лабораторных работ | ||||
| 7. | Электрические машины постоянного тока. Устройство, принцип действия, область применения. | Еженед. | Защита лабораторных работ | ||||
| 8. | Электропривод: понятие, виды, область применений, особенности выбора | Еженед. | Защита лабораторных работ | ||||
| Зачет | |||||||
4.3. Содержание разделов дисциплины
Введение.
Назначение дисциплины «Электротехника и электропривод» для студентов профилей подготовки «Транспорт», «Машиностроение и материалообработка», «Металлургия» направления подготовки 44.03.04 Профессиональное обучение (по отраслям). Содержание, объем и структура дисциплины. Материально-техническое и информационное обеспечение дисциплины. Формы отчетности (текущая и семестровая).
1. Особенности анализа электрических цепей постоянного тока
Основные понятия и определения - источники и приемники электрической энергии, обозначения электрических величин и элементов электрических цепей. Основные законы электрических цепей. Линейные электрические цепи постоянного тока, области применения. Расчет простых линейных цепей постоянного тока - последовательное, параллельное и смешанное соединения. Расчет сложных линейных цепей постоянного тока с использованием законов Ома и Кирхгофа. Баланс мощности.
2. Расчет и анализ электрических цепей однофазного синусоидального тока
Однофазные цепи синусоидального тока. Способы представления синусоидальных токов, напряжений и ЭДС. Действующие значения синусоидальных токов, напряжений и ЭДС. Простейшие линейные электрические цепи однофазного синусоидального тока (цепи с R, L, C элементами). Мгновенная мощность.
Комплексный метод расчёта цепей синусоидального тока.
Анализ и расчет цепей с последовательным соединением элементов R, L, C. Активное, реактивное и полное соединение цепи. Векторные диаграммы. Резонанс напряжений и его практическое значение.
Анализ и расчет цепей с параллельными приемниками. Активная, реактивная и полная проводимости, треугольник проводимостей. Векторные диаграммы. Резонанс токов и его практическое использование.
Активная, реактивная и полная мощности.
3. Расчет и анализ электрических цепей трехфазного синусоидального тока
Трехфазные цепи. Элементы трехфазной цепи. Способы соединения фаз трехфазных источников и приемников электрической энергии. Трех- и четырех проводные системы питания приемников. Понятия о фазных и линейных напряжениях и токах. Соединение приемников трехфазной цепи «звездой» и «треугольником», особенности их расчета при симметричной нагрузке. Соотношения между фазными и линейными напряжениями и токами. Несимметричные трехфазные цепи при соединении приемников «звездой» и «треугольником». Назначение нейтрального провода. Построение топографических диаграмм напряжений и векторных диаграмм токов.
Активная, реактивная и полная мощность трехфазной цепи. Способы измерения активной мощности трехфазных приемников.
4. Трансформаторы: классификация, устройство, принцип действия, область применения.
Трансформаторы. Назначение и области применения трансформаторов. Устройство и принцип действия однофазного двухобмоточного трансформатора. Режимы работы однофазного двухобмоточного трансформатора. Внешняя характеристика трансформатора. Потери энергии и КПД трансформатора. Трёхфазные трансформаторы. Специальные трансформаторы.
5. Электрические машины переменного тока. Устройство, принцип действия, область применения. Синхронные и асинхронные машины.
Асинхронные машины. Назначение и области применения асинхронных машин. Устройство и принцип работы трехфазного асинхронного двигателя. Пуск и реверсирование трехфазного асинхронного двигателя. Механические и рабочие характеристики.
Синхронные машины. Устройство трехфазной синхронной машины. Работа трехфазного синхронного генератора в автономном режиме. Синхронный двигатель, механическая характеристика. Особенности пуска синхронного двигателя. Асинхронный пуск синхронного двигателя.
6. Электрические машины постоянного тока. Устройство, принцип действия, область применения.
Машины постоянного тока. Назначение, устройство и способы возбуждения. Генератор постоянного тока независимого возбуждения. Двигатели постоянного тока. Пуск и реверсирование двигателей постоянного тока с различными способами возбуждения. Рабочие характеристики двигателей постоянного тока.
7. Электропривод: понятие, виды, область применений, особенности выбора двигателя
Общие сведения. Уравнение движения электропривода. Основные режимы работы электропривода. Выбор мощности двигателя. Выбор вида и типа двигателя. Управление электроприводом.
4.4. Содержание лабораторного практикума
Таблица 3
| Разделы учебной дисциплины | Темы лабораторных работ |
| Введение | не предусмотрено |
| Особенности анализа электрических цепей постоянного тока | не предусмотрено |
| Расчет и анализ электрических цепей однофазного синусоидального тока | 1. Исследование электрических цепей однофазного синусоидального тока при последовательном соединении активного, индуктивного и емкостного сопротивлений. Резонанс напряжений. 2. Исследование электрических цепей однофазного синусоидального тока при параллельном соединении активного, индуктивного и емкостного сопротивлений. |
| Расчет и анализ электрических цепей трехфазного синусоидального тока | 3. Исследование электрических цепей трехфазного синусоидального тока при соединении нагрузки трехпроводной и четырехпроводной звездой. 4. Исследование электрических цепей трехфазного синусоидального тока при соединении нагрузки треугольником. |
| Трансформаторы: классификация, устройство, принцип действия, область применения | 5. Исследование однофазного трансформатора. |
| Электрические машины переменного тока. Устройство, принцип действия, область применения. Синхронные и асинхронные машины. | 6. Исследование асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. |
| Электрические машины постоянного тока. Устройство, принцип действия, область применения. | 7. Исследование генератора постоянного тока. |
| Электропривод: понятие, виды, область применений, особенности выбора | не предусмотрено |
Подготовка к лабораторной работе
1. Изучить тему «Последовательное соединение активного, индуктивного, емкостного сопротивлений в цепи переменного тока. Резонанс напряжений», содержание данной лабораторной работы и быть готовым ответить на все контрольные вопросы к ней.
2. Начертить принципиальные схемы исследуемых цепей с подключенными измерительными приборами.
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с лабораторной установкой (блок питания, блок резисторов, блок конденсаторов, катушка индуктивности, измерительные приборы: амперметры, вольтметры, ваттметр).
2. Выяснить у преподавателя величины сопротивления резистора R и емкость батареи конденсаторов C.
3. Собрать электрическую цепь (рисунок 1). Установить необходимые значения сопротивления резистора R и емкости батареи конденсаторов С. Пригласить преподавателя и предъявить ему для проверки собранную схему.
Рисунок 1 – Схема исследования последовательного соединения катушки индуктивности, резистора и конденсатора
4. В присутствии преподавателя включить питание электрической цепи.
5. Выполнить измерения для трех случаев:
· катушка индуктивности,
· последовательное соединение катушки индуктивности и активного сопротивления (резистора),
· последовательное соединение катушки индуктивности, активного сопротивления (резистора) и конденсатора.
Результаты измерений записать в таблицу 4.
Таблица 4
| Опыт | U, В | UК, В | UR, В | UС, В | I, А | P, Вт |
| 1. | - | - | ||||
| 2. | - | |||||
| 3. |
6. Исследовать работу электрической цепи синусоидального тока при последовательном соединении катушки индуктивности, резистора, конденсатора при изменении его емкости. Произвести замеры для 4-5 режимов до резонанса напряжений, при резонансе напряжений, 4-5 режимов после резонанса напряжений[1]. Результаты измерений записать в таблицу 5.
Таблица 5
| Опыт | U, В | UК, В | UR, В | UС, В | I, А | P, Вт |
| 1. | ||||||
| 2. | ||||||
| 9. |
7. Результаты измерений предъявить для проверки преподавателю.
Содержание отчета
· наименование работы и цель работы;
· схему исследуемой цепи;
· таблицы с результатами опытов и вычислений;
· расчетные соотношения;
· векторные диаграммы для всех опытов и объяснение их различий;
· резонансные кривые;
· выводы по работе.
Контрольные вопросы
1. Что такое активная, реактивная и полная мощности в цепи переменного тока? Каковы единицы их измерений? Как они связаны между собой?
2. Что такое «коэффициент мощности»?
3. Как вычислить полное сопротивление катушки, если известны её активное сопротивление, индуктивность и частота сети?
4. Как вычислить полное сопротивление цепи с последовательным соединением резистора, реальной катушки и конденсатора?
5. От чего зависит угол сдвига фаз между напряжением и током на участке электрической цепи переменного тока?
6. Чему равны реактивное сопротивление цепи и реактивная мощность цепи при резонансе?
Подготовка к лабораторной работе
1. Изучить тему «Параллельное соединение активного, индуктивного, емкостного сопротивлений в цепи переменного тока. Резонанс токов», содержание данной лабораторной работы и быть готовым ответить на все контрольные вопросы к ней.
2. Начертить принципиальные схемы исследуемых цепей с подключенными измерительными приборами.
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с лабораторной установкой (блок питания, блок резисторов, блок конденсаторов, катушка индуктивности, измерительные приборы: амперметры, вольтметры, ваттметр).
2. Выяснить у преподавателя величины сопротивления резистора R и емкость батареи конденсаторов C.
3. Собрать электрическую цепь (рисунок 2). Установить необходимые значения сопротивления резистора R и емкости батареи конденсаторов С. Пригласить преподавателя и предъявить ему для проверки собранную схему.
Рисунок 2 – Схема исследования параллельного соединения катушки индуктивности, резистора и конденсатора
4. В присутствии преподавателя включить питание электрической цепи.
5. Выполнить измерения для трех случаев:
· катушка индуктивности,
· параллельное соединение катушки индуктивности и активного сопротивления (резистора),
· параллельное соединение катушки индуктивности, активного сопротивления (резистора) и конденсатора.
Результаты измерений записать в таблицу 8.
Таблица 8
| Опыт | U, В | IК, В | IR, В | IС, В | I, А | P, Вт |
| 1. | - | - | ||||
| 2. | - | |||||
| 3. |
6. Результаты измерений предъявить для проверки преподавателю.
Содержание отчета
· наименование работы и цель работы;
· схему исследуемой цепи;
· таблицы с результатами опытов и вычислений;
· расчетные соотношения;
· векторные диаграммы для всех опытов и объяснение их различий;
· выводы по работе.
Контрольные вопросы
1. Как при параллельном включении потребителей определить величину тока, потребляемого из сети?
2. С какой целью повышают коэффициент мощности цепи?
3. Как можно определить коэффициент мощности цепи?
4. Как изменятся величина тока, потребляемого из сети, и активная мощность цепи, если параллельно активно-индуктивному потребителю включить конденсатор? Что такое «резонанс токов»?
5. Почему уменьшается ток, потребляемый из сети, при подключении параллельно индуктивной катушке конденсатора?
6. Как построить векторную диаграмму токов для цепи, содержащей включенные параллельно реальную индуктивную катушку и конденсатор?
Подготовка к лабораторной работе
1. Изучить тему «Расчет и анализ электрических цепей трехфазного синусоидального тока при соединении нагрузки звездой», содержание данной лабораторной работы и быть готовым ответить на все контрольные вопросы к ней.
2. Начертить принципиальные схемы исследуемых цепей с подключенными измерительными приборами.
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с лабораторной установкой (блок питания, блок резисторов, ключ для замыкания и размыкания участка цепи, измерительные приборы: амперметры, вольтметры).
2. Выяснить у преподавателя величины сопротивления резисторов, подключаемых в фазы нагрузки в симметричном режиме.
3. Собрать электрическую цепь (рисунок 3). Установить необходимые значения сопротивлений резисторов в фазах нагрузки. Пригласить преподавателя и предъявить ему для проверки собранную схему.
Рисунок 3 – Схема исследования соединения трехфазной нагрузки в звезду
4. В присутствии преподавателя включить питание электрической цепи.
5. Выполнить измерения для трехпроводной и четырехпроводной звезды:
· трехпроводная звезда ( ) – звезда без нейтрального (нулевого) провода, ключ разомкнут,
· четырехпроводная звезда ( ) – звезда с нейтральным (нулевым) проводом, ключ замкнут.
Результаты измерений записать в таблицу 11.
Таблица 11
| Схема | UAB, В | UBC, В | UCA, В | UA, В | UB, В | UC, В | U0, В | Ia, А | Ib, А | Ic, А | I0, А | Режим |
| - | симметричный | |||||||||||
| - | ||||||||||||
| - | несимметричный | |||||||||||
| - | ||||||||||||
| - | обрыв одной из фаз[2] | |||||||||||
| - | ||||||||||||
| - | короткое замыкание[3] |
6. Результаты измерений предъявить для проверки преподавателю.
Содержание отчета
· наименование работы и цель работы;
· схему исследуемой цепи;
· таблицы с результатами опытов;
· расчетные соотношения;
· векторные диаграммы для всех опытов и объяснение их различий;
· выводы по работе.
Контрольные вопросы
1. Какое соединение потребителей называется звездой?
2. Каково соотношение между фазным и линейным напряжениями трехфазного источника питания при соединении его обмоток по схеме звезда?
3. Какое соотношение между фазными и линейными токами при соединении нагрузки в звезду?
4. Как определить величину тока в нейтральном проводе, если известны токи в фазах потребителя?
5. Для чего применяют нейтральный провод?
6. К каким зажимам следует подключить вольтметр, чтобы измерить фазное и линейное напряжение?
7. Какая трехфазная нагрузка называется симметричной?
8. Почему при несимметричной нагрузке обрыв нейтрального провода является аварийным режимом?
Подготовка к лабораторной работе
1. Изучить тему «Расчет и анализ электрических цепей трехфазного синусоидального тока при соединении нагрузки треугольником», содержание данной лабораторной работы и быть готовым ответить на все контрольные вопросы к ней.
2. Начертить принципиальные схемы исследуемых цепей с подключенными измерительными приборами.
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с лабораторной установкой (блок питания, блок резисторов, измерительные приборы: амперметры, вольтметры).
2. Выяснить у преподавателя величины сопротивления резисторов, подключаемых в фазы нагрузки в симметричном режиме.
3. Собрать электрическую цепь (рисунок 4). Установить необходимые значения сопротивлений резисторов в фазах нагрузки. Пригласить преподавателя и предъявить ему для проверки собранную схему.
Рисунок 4 – Схема исследования соединения трехфазной нагрузки в треугольник
4. В присутствии преподавателя включить питание электрической цепи.
5. Выполнить измерения фазных токов и напряжений для различных режимов нагрузки: симметричная, несимметричная, обрыв одной из фаз нагрузки, обрыв одной из линий[4]
Результаты измерений записать в таблицу 12.
Таблица 12
| UAB, В | UBC, В | UCA, В | IA, А | IB, А | IC, А | Iab, А | Ibc, А | Ica, А | Режим |
| симметричный | |||||||||
| несимметричный | |||||||||
| обрыв одной из фаз | |||||||||
| обрыв линейного провода |
6. Результаты измерений предъявить для проверки преподавателю.
Содержание отчета
· наименование работы и цель работы;
· схему исследуемой цепи;
· таблицы с результатами опытов;
· расчетные соотношения;
· векторные диаграммы для всех опытов и объяснение их различий;
· выводы по работе.
Контрольные вопросы
1. Каким образом три однофазных потребителя соединяют в треугольник?
2. Куда следует подключать вольтметр, чтобы измерить фазное и линейное напряжения трехфазного потребителя?
3. В каком соотношении находятся фазные и линейные напряжения симметричного потребителя, соединенного в треугольник?
4. Какое соотношение между фазными и линейными токами симметричного потребителя, соединенного в треугольник?
5. Всегда ли справедливы при соединении нагрузки в треугольник соотношения 
?
6. Как отразится отключение одной фазы потребителя на режим работы других фаз и на режим работы всей трехфазной цепи, соединенной в треугольник?
Подготовка к лабораторной работе
1. Изучить тему «Трансформаторы: классификация, устройство, принцип действия, область применения», содержание данной лабораторной работы и быть готовым ответить на все контрольные вопросы к ней.
2. Начертить принципиальные схемы исследуемых цепей с подключенными измерительными приборами.
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с лабораторной установкой (трансформатор, блок питания, напряжение на выходе которого регулируется автотрансформатором, блок резисторов, измерительные приборы: амперметры, вольтметры, ваттметр).
2. Занести в таблицу 13 технические характеристики исследуемого трансформатора.
Таблица 13
| Тип | U1н, В | U2н, В | I2н, А | I10, А | U1к, В | P0, Вт |
3. Провести опыт холостого хода трансформатора. Для этого:
· собрать электрическую цепь (рисунок 5). После проверки схемы преподавателем подать на первичную обмотку трансформатора напряжение, равное U1н;
Рисунок 5 – Схема исследования однофазного трансформатора в опыте холостого хода
· определить ток холостого хода в первичной обмотке I10, напряжение холостого хода U20 на вторичной обмотке, напряжение холостого хода на первичной обмотке U10, потери холостого хода P0; данные занести в таблицу 14.
Таблица 14
| U10, В | U20, В | I10, А | P0, Вт |
4. Провести опыт короткого трансформатора. Для этого:
· исходя из паспортных данных трансформатора определить номинальный ток первичной обмотки трансформатора и записать его в таблицу 15.
· собрать электрическую цепь (рисунок 6). Внимание! В отсутствии преподавателя схему включать запрещается!
· после проверки схемы преподавателем включить питание электрической цепи и подать на первичную обмотку трансформатора такое напряжение, что ток в первичной обмотке будет равным номинальному;
Рисунок 6 – Схема исследования однофазного трансформатора в опыте короткого замыкания
· определить ток короткого замыкания во первичной обмотке I2к, напряжение короткого замыкания U1к на первичной обмотке, потери короткого замыкания Pк; данные занести в таб