Соотношения в линейных электрических цепях постоянного тока

Лабораторная работа № 1

Соотношения в линейных электрических цепях постоянного тока

Цель работы

Целью лабораторной работы является освоение расчетных и опытных методов определения в разветвленной электрической цепи: токов в ветвях; входных и передаточных (взаимных) проводимостей; потенциалов точек соединения элементов.

Описание лабораторного стенда

Лабораторная установка состоит из наборов резисторов, размещенных на верхней панели, и реостатов, находящихся на столе. Для измерения токов и напряжений используются три миллиамперметра и два вольтметра, имеющие несколько пределов измерений. Два источника питания применяются в качестве источников напряжения E₁ и Е₂. Напряжение источников питания регулируется плавно от 0 до 40 В. Включение блоков питания осуществляется тумблером «сеть» и контролируется сигнальной лампочкой. Наборы резисторов каждой лабораторной установки одинаковы, но для каждой бригады задается своя схема соединения элементов. Схемы соединения элементов приведены на рис. 1.1 - 1.5. Параметры схем и режимы работы источников питания приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Номер схемы	E1,В	Е2,В	Ri,Ом	R2,OM	R3,Om	R4,OM	R5,OM	R6,Ом
								480 .

Предварительное задание

Каждый студент получает индивидуальное задание в виде карточки со схемой и номиналами электрической цепи лабораторного стенда. Студенты, получившие одинаковые схемы, объединяются при выполнении лабораторной работы в одну бригаду. Для заданной схемы необходимо:

рассчитать токи I₁, I₂, I₃ по методу контурных токов и по методу узловых потенциалов;

рассчитать проводимости q₁₁, q₁₂, q₁₃, q₂₂, q₂₃;

рассчитать токи I₁, I₂, I₃ по принципу наложения, воспользовавшись значениями проводимостей;

рассчитать потенциалы точек соединения элементов цепи и построить потенциальную диаграмму для внешнего контура цепи.

Рабочее задание

Вданной лабораторной работе требуется:

собрать схему на лабораторном стенде в соответствии со схемой подготовительного задания, предусмотрев в ней включение миллиамперметров для измерения токов I₁, I₂, I₃;

измерить токи I₁, I₂, I₃ при различных режимах работы источников питания E₁ и Е₂;

измерить потенциалы узлов и точек соединения элементов внешнего контура схемы;

по измеренным значениям токов определить проводимости q₁₁, q₁₂, q₁₃, q₂₂, q_23;

по измеренным значениям потенциалов точек соединения элементов внешнего контура и данным табл.1.1 построить потенциальную диаграмму;

сопоставить расчетные результаты предварительного задания с опытными данными.

Указания по выполнению эксперимента

Для опытного определения токов I₁, I₂, I₃ и проводимостей q₁₁, q₁₂, q₁₃, q₂₂, q₂₃ необходимо установить следующие режимы работы источников питания:

оба источника E₁ и Е₂ включены, значения E₁ и Е₂ должны соответствовать взятым при расчетах;

источник E₁ включен, Е₂ выключен (закорочен), значение E₁ произвольно;

источник E₁ выключен (закорочен), Е₂ включен, Е₂ значение

произвольно.

Для измерения потенциалов узлов схемы и точек соединения элементов внешнего контура необходимо конец провода, присоединенного к гнезду вольтметра со знаком «-», соединить с тем узлом схемы, потенциал которого при расчете был равным нулю, а конец провода, присоединенного к гнезду вольтметра со знаком «+», присоединить к точкам схемы, потенциалы которых необходимо измерить.

Указания по обработке результатов измерений и оценке

Погрешностей

В процессе выполнения лабораторной работы измеряются токи и напряжения. При обработке результатов необходимо рассчитать абсолютную и относительную погрешность измерения:

токов при одновременной работе источников;

потенциалов точек соединения элементов внешнего контура.

Результаты измерений силы тока.

Режим работы цепи	I1 mA	I2 mA	I3 mA
E1и Е2 включены3 mA работы цепи.	19*75/150=9.5	47*75/150=23.5	16*75/150=8
включен только Е1	2*0.75/150=0.01	113*75/150=56.5	96*75/150=48
Включен только Е2	128*75/150=64	16*750/150=80	12*750/150=60

Измерения потенциалов узлов схемы

φ0	φ1	φ2	φ3
	41.8*75/150=20.9 В	2.4*75/150=1.2 В	2.1*75/150=1.05 В

Расчет токов по формулам.

I1= φ1-E1/R1=(20.9-20)/100=9.3 mA

I2=( φ2- φ1+E2)/R2=(1.2-20.9+23.5)/110=23.6 mA

I3= φ2/R3=1.2/150=8 mA

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОСИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

____________________________________________________

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра

«Теоретические основы электротехники»

Отчет по лабораторным работам по дисциплине «ТОЭ»

Выполнил: Заитов Р.М.

Группа: ВЭП 1-10

КАЗАНЬ – 2012г.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

Цель работы

Целью лабораторной работы является освоение расчётных и опытных методов определения в неразветвлённой электрической цепи:

тока;

напряжения на элементах схемы;

параметров катушки индуктивности;

построения векторной диаграммы тока и напряжений;

построения топографической диаграммы напряжений;

тока, напряжений на элементах и построения векторной диаграммы при резонансе.

Лабораторная работа № 6

Цель работы

Целью настоящей работы является закрепление у студентов знаний, полученных на лекциях и практических занятиях, применение их в расчете трехфазной электрической цепи, а также в эксперименте с различными нагрузками при соединении «звездой».

Порядок выполнения работы

1. Собрать схему для измерения параметров трехфазной цепи
с нейтральным проводом (рис. 3). Значения комплексов сопротивлений каждой фазы занести в табл. 1. При помощи мультиметров измерить линейное и фазные напряжения, фазные токи, ток в нейтральном проводе
при заданных сопротивлениях нагрузки. По результатам измерений рассчитать активную мощность, потребляемую каждой фазой. Результаты эксперимента занести в табл. 2.

Рис. 3. Схема для измерений параметров трехфазной цепи

Условия опыта	za, Ом	zb, Ом	zc, Ом
za = zb = zc = R
za = R/2; zb = zc = R
za = R; zb = Rк+ jXL; zc = –jXC		74+j13	-j318
za = ∞; zb = zc = R	∞
za = 0; zb = zc = R

Условия опыта	Uab, В	Ua, В	Ub, В	Uc, В	Ia, А	Ib, А	Ic, А	IN, А	Pa, Вт	Pb, Вт	Pc, Вт
za = zb = zc = R	Опыт	11,9	6,9	6,9	6,9	6,8	6,89	6,89	0,06
Zc = R/2; zа = zb = R	Опыт	6,9	6,9	6,9	6,8	6,84	13,51	6,3			91,1
Zc = ∞; zb = za= R	Опыт	6,9	6,9	0,005	5,9	5,9		6,7	34,8	34,8
za = R; zb = Rк + jXL; zc = – jXC	Опыт	6,9	6,9	6,9	6,7	83,5	21,3	95,8	44,8	515,9

Условия опыта	Uab, В	Ua, В	Ub, В	Uc, В	UnN, В	Ia, А	Ib, А	Ic, А	Pa, Вт	Pb, Вт	Pc, Вт
za = zb = zc = R	Опыт	11,8	6,8	6,8	6,8	0,02	6,78	6,78	6,78
Расчет
Zc = R/2; zа = zb = R	Опыт	7,8	7,8	5,1	1,7	7,7	7,7		59,2	59,2
Расчет
Zc = ∞; zb = za= R	Опыт	5,9	5,9		3,4	5,8	5,8		33,64	33,6
Расчет
za = 0; zb = zc =R	Опыт	11,8	11,8		6,8	11,5	11,5
Расчет
za = R; zb = Rк + jXL; zc = – jXC	Опыт	11,2		3,5				35,5		8,9
Расчет

Лабораторная работа № 1

Соотношения в линейных электрических цепях постоянного тока

Цель работы

Целью лабораторной работы является освоение расчетных и опытных методов определения в разветвленной электрической цепи: токов в ветвях; входных и передаточных (взаимных) проводимостей; потенциалов точек соединения элементов.