Порядок работы в лаборатории
РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ
по лабораторным работам
по дисциплине «Теоретические основы электротехники»
для студентов направления подготовки бакалавров
210100.62 «Электроника и наноэлектроника»
профиля _____________________________________________________
очной формы обучения
Студента _________________________
Фамилия, инициалы
Группы __________________________
Номер бригады ___________________
Принял(а) ________________________ Должность преподавателя
______________________
Фамилия, инициалы преподавателя
№ лабораторной работы | Дата выполнения работы по графику | К занятию допущен (дата, подпись препод.) | Отметка о выполнении (дата, подпись препод.) | Дата защиты по графику | Отметка о зачете | Дата, ПОДПИСЬ преподавателя |
2 семестр | ||||||
2-3 нед | 4-5 нед | |||||
6-7 нед | 8-9 нед | |||||
10-11 нед | 12-13 нед | |||||
14-15 нед | 16-17 нед | |||||
3 семестр | ||||||
2-3 нед | 4-5 нед | |||||
6-7 нед | 8-9 нед | |||||
10-11 нед | 12-13 нед | |||||
14-15 нед | 16-17 нед |
Воронеж 20____
Правила электробезопасности в лаборатории
Лабораторные установки являются действующими электроустановками с напряжением 220 В и при несоблюдении правил техники безопасности могут стать источником поражения электрическим током.
Перед началом выполнения работ студенты проходят инструктаж по технике безопасности и пожарной безопасности с записью об этом в соответствующем журнале и личной росписью в нем каждого студента.
Категорически воспрещается:
1) включать источники питания без разрешения преподавателя;
2) пользоваться проводами без наконечников;
3) прикасаться к неизолированным частям стенда;
4) оставлять без надзора включенный стенд;
5) разбирать цепи и производить переключения под напряжением.
Во время лабораторных занятий студенты должны выполнять следующие требования по технике безопасности:
1) Перед сборкой цепи необходимо убедиться, что к клеммам передних панелей стенда и его аппаратам не подведено напряжение, т.е. на стенде сигнальные лампы не светятся.
2) При сборке необходимо следить за надежностью крепления наконечников или штырей токонесущих проводов и избегать их перекрещивания.
3) Напряжение на собранные цепи подается только с разрешения преподавателя или лаборанта после проверки ими правильности собранных цепей.
4) По окончании работы разборка цепи должна производиться только с разрешения преподавателя и после отключения напряжения.
5) В аварийных ситуациях необходимо быстро отключить напряжение и доложить преподавателю или лаборанту о неисправностях в цепи.
6) В случае поражения работающего электрическим током цепь должна быть немедленно отключена от источника питания и пострадавшему должна быть оказана первая помощь. При необходимости следует вызвать скорую медицинскую помощь.
С правилами электробезопасности в лаборатории 141 ознакомлен ________________________
подпись студента
Порядок работы в лаборатории
Студенческая группа разбивается на бригады по 2-3 человека в бригаде. Номер бригады соответствует номеру стенда и сохраняется в течение всего семестра.
Перед началом лабораторных работ необходимо:
а) подготовиться к занятию, изучив теоретические положения дисциплины по учебнику, конспекту лекций и учебному пособию по лабораторному практикуму, решить рекомендуемые задачи и ответить на контрольные вопросы;
б) выполнить предварительные расчеты;
в) получить допуск по технике безопасности к работе.
При подготовке к работе каждый студент заполняет рабочую тетрадь по выполнению лабораторной работы, которая служит основным документом при допуске к занятию. Тетрадь предъявляется преподавателю, который, убедившись в готовности студента к работе, ставит свою подпись на титульном листе рабочей тетради в графе «К занятию допущен».
Получив допуск, студент приступает к выполнению эксперимента. По окончании эксперимента студенты, не разбирая цепи, предъявляют результаты преподавателю, который отмечает выполнение задания в рабочей тетради.
Программа лабораторной работы может быть выполнена за 2 часа только при условии тщательной предварительной подготовки.
Защита выполненной лабораторной работы производится на следующем лабораторном занятии. Для этого студент предъявляет преподавателю оформленную рабочую тетрадь, содержащую обработку результатов эксперимента в виде дополнительных расчетов, графиков, диаграмм и выводов.
Лабораторные занятия проводятся по разделам дисциплины. Студент, не получивший зачета по предыдущему разделу дисциплины, к выполнению следующей работы не допускается.
С порядком работы в лаборатории 141 ознакомлен ________________
подпись студента
Лабораторная работа № 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗВЕТВЛЕННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Цель работы | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
экспериментальная проверка выполнения законов Кирхгофа; исследование распределения потенциалов в сложной электрической цепи; проверка выполнения баланса мощностей. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Лабораторная установка для исследования | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Описание лабораторной установки | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
В работе исследуется электрическая цепь, содержащая два источника ЭДС. Источники энергии установлены в блоке лабораторного стенда справа внизу панели. Резисторы расположены на переносном блоке, который устанавливается в левой части стенда. Номиналы сопротивлений резисторов R1÷R3 (нужное подчеркнуть):
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Измерительные приборы | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
цифровой вольтметр; амперметры Э59 0,25÷1,0 А – 3 шт. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ |
1. Измерение ЭДС, токов и напряжений на всех элементах цепи
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||
2. Измерение потенциалов точек цепи относительно точки, потенциал которой принимается равным нулю (нужное подчеркнуть).
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||
3. Определение направлений токов в резисторах с помощью потенциалов точек цепи Сравнение величин потенциалов: φ1 φ3 => ток резистора R3 направлен от точки ____ к точке ____; φ2 φ3 => ток резистора R2 направлен от точки ____ к точке ____; φ4 φ3 => ток резистора R1 направлен от точки ____ к точке ____. Указать токи стрелкой на схеме цепи лабораторной работы. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
4. Вычисление напряжений на всех элементах цепи с использованием потенциалов точек ( ): UR1= UR2= UR3= UE1= UE2= Указать напряжения стрелкой на схеме цепи лабораторной работы ВЫВОД: (сравнение с опытными данными) Экспериментальные данные получены правильно________ _________ подпись преподавателя | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
5. Определение режимов работы источников энергии (режим отдачи или режим потребления). Сравнение величины ЭДС источника, полученной на холостом ходу и напряжения на его полюсах при работе под нагрузкой: E1 UE1 – режим __________________; E2 UE2 – режим __________________. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
6. Проверка выполнения законов Кирхгофа по экспериментальным данным ( ; ): ВЫВОД: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
7. Проверка баланса мощностей по данным измерений ( ): ВЫВОД: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
8. Расчет сопротивлений резисторов и внутренних сопротивлений источников ЭДС
R1= R2= R3= ВЫВОД: (сравнение вычисленных значений с номиналами, указанными на стенде)
RB1= RB2= ВЫВОД: (сравнение их с сопротивлениями приемников) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
9. Схема замещения исследуемой цепи: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
10. Запись системы уравнений по законам Кирхгофа для схемы замещенияцепи ( ; ): | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
11. Вычисление значений токов для схемы замещения цепи по законам Кирхгофа Расчетные формулы: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
12. Проверка баланса мощностей для схемы замещения ( ): ВЫВОД: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
13. Построение потенциальной диаграммы: |
ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1. Что такое схема электрической цепи и перечислите ее основные элементы. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2. Закон Ома для пассивного участка. Применение закона Ома для определения тока на участке, содержащем источник ЭДС. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3. Законы Кирхгофа. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4. Схемы замещения реальных источников ЭДС и тока. Эквивалентное преобразование реального источника тока в источник ЭДС. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5. Определение токов в ветвях разветвленной электрической схемы путем непосредственного применения законов Кирхгофа. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
6. Как в лабораторной работе определялись сопротивления приемников и внутренние сопротивления источников электрической энергии. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7. Определение мощности источников и приемников электрической энергии. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
8. Поясните составление уравнения баланса мощностей. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
9. режимы работы источников электрической энергии. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
10. Порядок построения потенциальной диаграммы. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Лабораторная работа № 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Цель работы | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
экспериментальная проверка принципа наложения; определение параметров эквивалентного активного двухполюсника опытным путем; определение условий, при которых в нагрузке выделяется максимальная мощность. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Лабораторная установка для исследования | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Описание лабораторной установки | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
В работе исследуется электрическая цепь с двумя источниками питания, ЭДС и внутренние сопротивления которых были определены в лабораторной работе № 1. Переключатели П1 и П2 находятся в правой панели верхней части стенда. Номиналы сопротивлений резисторов (согласно варианту)
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Измерительные приборы | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
амперметры типа Э59А с пределом измерения 0,25÷1,0 А - 3 шт.; цифровой вольтметр. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАДАНИЯ НА ПОДГОТОВИТЕЛЬНУЮ РАБОТУ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1. Расчет токов в ветвях схемы замещения методом наложения Из лабораторной работы № 1: E1 = B, RВ1 = Ом, E2 = B, RВ2 = Ом. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Расчетные схемы замещения: Числовые расчеты:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2. Расчет тока в одной из ветвей цепи (согласно варианту) методом эквивалентного генератора (нужное подчеркнуть)
Расчетные схемы замещения: Числовые расчеты:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3. Условие передачи максимальной мощности нагрузке Rв = Rн= | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1. Измерение частичных токов от действия ЭДС первого, частичных токов от действия ЭДС второго источника и действительных токов ветвей цепи.
Экспериментальные данные получены правильно _________ подпись преподавателя Вычисление значений действительных токов в ветвях цепи по измеренным значениям частичных токов в ветвях ВЫВОД: (сравнение полученных в результате расчета и эксперимента значения частичных токов в ветвях цепи) ВЫВОД: (сравнение полученных в результате расчета и эксперимента действительных токов в ветвях цепи) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2. Определение тока в ветви цепи (согласно варианту) методом эквивалентного генератора
Экспериментальные данные получены правильно _________ подпись преподавателя Расчет внутреннего сопротивления эквивалентного двухполюсника и тока в рассматриваемой ветви ВЫВОД: (сравнение полученного значения тока с его измеренным ранее значением) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3. Экспериментальное исследование зависимости мощности, выделяемой в реостате от величины его сопротивления
Экспериментальные данные получены правильно _________ подпись преподавателя Расчетные формулы: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4. График зависимости мощности, выделяемой в реостате от величины его сопротивления ВЫВОД: (при каком значении сопротивления регулируемого реостата эта мощность достигает максимального значения). | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1. Сформулируйте принцип наложения и поясните алгоритм расчета токов в цепях с несколькими источниками электрической энергии методом наложения. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2. Объясните по схеме лабораторной установки как опытным путем проверить принцип наложения. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3. Объясните расхождение между расчетными значениями токов и полученными опытным путем. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4. Определение параметров активного двухполюсника опытным и аналитическим путем. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5. Условие выделения максимальной мощности в нагрузочном сопротивлении. Как рассчитать сопротивление нагрузочного резистора, при котором КПД будет иметь максимальное значение. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Лабораторная работа № 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЦЕПЕЙ синусоидального ТОКА | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Цель работы | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
экспериментальное определение параметров пассивных элементов электрической цепи; исследование свойств электрической цепи с последовательным и параллельным соединением элементов R, L, C; получение навыков построения векторных диаграмм по опытным данным. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Лабораторная установка для исследования | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Описание лабораторной установки | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Приемники подключают к лабораторному автотрансформатору (ЛАТр), позволяющему регулировать напряжение источника питания цепи в пределах от 0 до 250 В. В качестве приемников используют: катушку однофазного универсального трансформатора с параметрами RК, L (клеммы 2-3, сердечник разомкнут), приближенные значения параметров катушки L=0, 5 Гн, RК=25 Ом; батарею конденсаторов емкостью от 0 до 34,75 мкФ; резисторы. Параметры резистора и конденсатора (согласно варианту):
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Измерительные приборы | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
вольтметр электромагнитной системы типа Э59 0÷600 В - 1 шт.; амперметр электромагнитной системы типа Э59 0÷1 А - 3 шт.; настольный фазометр электродинамической системы для измерения угла сдвига фаз между напряжением и током; цифровой вольтметр. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1. Измерение электрических величин в цепях с резистором, катушкой индуктивности и конденсатором и определение параметров приемников для последовательной схемы замещения
Экспериментальные данные получены правильно _________ подпись преподавателя Вычисление параметров резистора: полное сопротивление = активное сопротивление = реактивное сопротивление = ВЫВОД: Последовательная схема замещения резистора: Вычисление параметров катушки индуктивности: полное сопротивление = активное сопротивление = реактивное сопротивление = Угловая частота ω = 2πf = Индуктивность катушки = ВЫВОД: Последовательная схема замещения катушки индуктивности: Вычисление параметров конденсатора: полное сопротивление = активное сопротивление = реактивное сопротивление = емкость конденсатора = ВЫВОД: Последовательная схема замещения конденсатора: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2. Расчет емкости конденсатора Срез, при которой в цепи с последовательным соединением приемников наступит резонанс напряжений (Х=0): = | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3. Исследование влияния переменной емкости на свойства цепи с с последовательным соединением приемников
Экспериментальные данные получены правильно _________ |
Подпись преподавателя
Режим работы | U, B | С, мкФ | I1, A | I 2, А | I 3, А | , град | cos φ |
Нерезонансный | |||||||
Резонансный |
Экспериментальные данные получены правильно _________
подпись преподавателя
Лабораторная работа № 4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
РАЗВЕТВЛЕННАЯ ЦЕПЬ ОДНОФАЗНОГО СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Цель работы | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
экспериментальная проверка основных законов и методов расчета разветвленных линейных электрических цепей синусоидального тока. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Лабораторная установка для исследования в соответствии с вариантом | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Описание лабораторной установки | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Цепь подключают к лабораторному автотрансформатору (ЛАТр), позволяющему регулировать напряжение на входе цепи в пределах от 0 до 250 В. В качестве приемников используют: катушку однофазного универсального трансформатора с параметрами RК, L (клеммы 2-3, сердечник разомкнут), которые были определены в лабораторной работе № 3; конденсаторы с емкостью С1=10 мкФ, С2=20 мкФ, С3=30 мкФ; резисторы с сопротивлениями R1=100 Ом, R2=150 Ом, R3=30 Ом. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Измерительные приборы | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
вольтметр типа Э59 0÷600 В- 1 шт.; амперметр типа Э59 0÷1 А - 3 шт.; фазометр электродинамической системы; цифровой вольтметр. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАДАНИЯ НА ПОДГОТОВИТЕЛЬНУЮ РАБОТУ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1. Расчет токов и напряжений в разветвленной цепи согласно варианту. Комплексное действующее значение напряжения источника питания: Комплексные сопротивления ветвей Z1, Z2, Z3: Z1= Z2= Z3= Эквивалентные схемы замещения цепи лабораторной работы Числовые вычисления: Вычислено
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2. Построение векторной диаграммы напряжений, совмещенную с векторной диаграммой токов по результатам предварительных расчетов. Масштаб по току: mi = А/см; масштаб по напряжению: mu = В/см. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1. Измерение токов в ветвях и напряжений на всех участках цепи
Экспериментальные данные получены правильно _________ подпись преподавателя | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2. Построение векторной диаграммы напряжений, совмещенной с векторной диаграммой токов по опытным данным. Масштаб по току: mi = А/см; масштаб по напряжению: mu = В/см. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ВЫВОДЫ: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1. Поясните порядок построения векторной диаграммы для разветвленной электрической цепи однофазного синусоидального тока. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2. Поясните порядок построения векторной диаграммы для цепи лабораторной работы по экспериментальным значениям. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3. Как рассчитать комплексное сопротивление цепи при смешанном соединении приемников? | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4. Как вычислить токи в разветвленной части схемы? | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5. Как вычислить токи в неразветвленной части схемы? | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
6. Поясните понятия: активная мощность, полная мощность, реактивная мощность, коэффициент мощности. Какой необходимо выбирать коэффициент мощности, и как этого можно добиться? | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7. Возможен ли резонанс в цепи лабораторной установки? | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
8. Что вы знаете о резонансе токов и условиях его возникновения, какова роль резонанса в электротехнике? | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Лабораторная работа № 5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Анализ линейных электрических цепей при несинусоидальных эдс и токах | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Цель работы | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
экспериментальное определение гармонического состава несинусоидального напряжения; наблюдение влияния индуктивности и емкости на форму кривой тока в цепи с несинусоидальными источниками ЭДС. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Лабораторная установка для исследования | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Описание лабораторной установки | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
В лабораторной работе исследуется электрическую цепь с несинусоидальными источниками ЭДС, представляющими собой совокупность генератора звуковых сигналов (ЗГ), вырабатывающего напряжение синусоидальной формы с регулируемой амплитудой и частотой и преобразователя синусоидального сигнала, с выхода которого снимается несинусоидальное напряжение прямоугольной формы и сигналы, соответствующие одно- и двухполупериодному выпрямленному напряжению. К выходу преобразователя подключаются цепи различной конфигурации, состоящие из элементов R, L, C и представленные в виде блока универсального стенда. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Измерительные приборы | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
электронный вольтметр; | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
осциллограф. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Выполнение задания на подготовительную работу | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1. Разложение в ряд Фурье сигналов, используемых в лабораторной работе а) прямоугольной формы: = | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
б) однополупериодного выпрямленного синусоидального напряжения: = | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
в) двухполупериодного выпрямленного синусоидального напряжения = | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3. Построение спектров амплитуд несинусоидальных функций | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4. Вычисление угловой и линейной резонансных частот параллельного контура: = | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5. Расчет искомой электрической величины в цепи, согласно варианту | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Расчетные схемы замещения: Числовые расчеты: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
6. Построение графика мгновенного значения рассчитанного тока i(t) или напряжения u(t) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1. Снятие амплитудно-частотной характеристики параллельного резонансного контура ВЫВОД: значение резонансной частоты параллельного контура fР= | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2. Определение гармонического состава несинусоидальных напряжений
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ВЫВОД: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3. Построение полученных экспериментально спектров амплитуд исследуемых сигналов на одном графике с расчетными в п.3. ВЫВОДЫ: (сравнение полученных результатов) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4. Осциллограмма согласно варианту тока или напряжения на участке цепи, полученная экспериментальным путем ВЫВОД: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1. Способы представления несинусоидальных периодических токов и напряжений. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2. Амплитудочастотные и фазочастотные характеристики. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3. Коэффициенты, характеризующие форму несинусоидальных токов и напряжений. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4. Действующее значение несинусоидального тока. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5. Активная, реактивная и полная мощности в цепях с несинусоидальными токами и напряжениями. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
6. Алгоритм расчета токов и напряжений в цепях с несинусоидальными источниками ЭДС. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7. Резонансные явления в цепях с несинусоидальными токами и напряжениями. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
8. Поясните определение в лабораторной работе наличия различных гармонических составляющих и измерение их амплитуд. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Лабораторная работа № 6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИК | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Цель работы | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
исследование режимов работы пассивного четырехполюсника, определение коэффициентов А- формы записи уравнений четырехполюсника, характеристического сопротивления, постоянной передачи. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Лабораторная установка для исследования | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Описание лабораторной установки | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Источник питания - сеть переменного тока лабораторного стенда напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Напряжение на входе исследуемой цепи устанавливается с помощью лабораторного автотрансформатора (ЛАТР). | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Схема соединения элементов четырехполюсника согласно варианту:
Параметры элементов четырехполюсника: резисторы R=100 Ом, R1 = 150 Ом; конденсаторы С = 10 мкФ и С1 = 30 мкФ; катушка с индуктивностью с параметрами, полученными экспериментально в лабораторной работе № 3. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Измерительные приборы | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
амперметры типа Э 359 0,25 - 1,0 А - 2 шт.; вольтметры типа Э 359 150-300 В - 2 шт.; фазометр. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАДАНИЯ НА ПОДГОТОВИТЕЛЬНУЮ РАБОТУ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1. Расчет коэффициентов четырехполюсника А,В,С,D согласно варианту Результаты расчетов
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2. Расчет входных и выходных токов и напряжений в режимах холостого хода и короткого замыкания при прямом и обратном включении четырехполюсника Расчетные формулы: Прямое включение: U1=50 В. Обратное включение: U2=50 В. Результаты расчетов
Наши рекомендации
|