- •Электротехника
- •Введение
- •Лабораторная работа № 1 исследование двухпроводной линии передачи электрической энергии
- •Лабораторная работа № 2 исследование активного двухполюсника
- •Лабораторная работа № 3 исследование нелинейных электрических цепей постоянного тока
- •Лабораторная работа № 4 исследование электрических цепей переменного тока с реальной катушкой индуктивности
- •Лабораторная работа № 5 исследование режимов работы неразветвлённой электрической цепи переменного тока
- •Лабораторная работа № 6 исследование режимов работы разветвленной электической цепи переменного тока
- •Лабораторная работа № 7 исследование трехфазной цепи при соединении приемников звездой
- •Лабораторная работа № 8 исследование трёхфазной цепи при соединии приемников треугольником
- •Лабораторная работа № 9 исследование катушки индуктивности с ферромагнитным сердечником
- •Лабораторная работа № 10 исследование однофазного tpahсфорmatоpa
- •Лабораторная работа №11 исследование генератора постоянного тока независимого возбуждения
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 12 исследование двигателя постоянного тока независимого возбуждения
- •Лабораторная работа № 13 исследование трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
- •Лабораторная работа № 14 исследование однофазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
- •Контрольное задание
- •Порядок выполнения экспериментальной части
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 15 исследование однофазного двухполупериодного управляемого выпрямителя
- •Лабораторная работа № 16 исследование тиристорного электропривода постоянного тока по системе тп - д
- •Лабораторная работа № 17 маркировка зажимов статора асинхронного короткозамкнутого двигателя
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Тольяттинский государственный университет
Кафедра «Электроснабжение и электротехника»
Электротехника
Методические указания к лабораторным работам № 1 – 17
Тольятти 2007
УДК 621.3.01
ББК 31.211
Электротехника: Методические указания к выполнению лабораторных работ. Шаповалов В.А., Томникова Л.Г., Кузнецов Н.Е., Шлыков С.В. – Тольятти: ТГУ 2007
Приведены методические указания к выполнению лабораторных работ № 1 – 17 по курсу «Электротехника».
Для студентов неэлектротехнических специальностей.
Составители: Томникова Л.Г., Кузнецов Н.Е., Шаповалов В.А., Шлыков С.В.
Научный рецензент д.т.н., профессор Шакурский В.К.
Утверждено научно-методической комиссией факультета
© Тольяттинский государственный университет, 2007
Введение
Лабораторные работы № 1 – 17 выполняются студентами неэлектротехнических специальностей университета, в соответствии с учебными планами. Каждая лабораторная работа выполняется в течение двух академических часов.
При подготовке к лабораторной работе необходимо:
Ознакомиться с описанием лабораторной работы, установить, в чем состоит основная цель и задача работы.
По литературным и методическим источникам изучить теоретические вопросы, относящиеся к данной лабораторной работе.
Подготовить бланк протокола лабораторной работы. Протокол должен содержать: цель работы, электрическую схему, таблицы, расчетные формулы и контрольное задание.
Задание на подготовку лабораторной работы и оформление протокола выполняются самостоятельно во внеаудиторное время. Образец оформления протокола имеется на стенде в лаборатории.
В начале занятия студенты должны получить допуск к выполнению экспериментальной части работы. Для этого студент должен иметь бланк протокола и знать:
цели и последовательность выполнения эксперимента;
правила подключения измерительных приборов;
понятия прямого и косвенного измерения;
предполагаемый результат проводимого эксперимента.
Защита лабораторной работы проводится индивидуально при наличии оформленного отчета по тестам или контрольным вопросам. В протоколе необходимые для вычислений уравнения должны быть представлены в общем виде, а затем с подставленными числовыми значениями. Схемы, рисунки, графики, диаграммы должны быть выполнены в соответствии с ЕСКД.
Лабораторная работа № 1 исследование двухпроводной линии передачи электрической энергии
Цель работы – изучение экспериментальных и расчетных методов анализа режимов работы двухпроводной линии передачи электрической энергии постоянного тока.
Программа работы
1. Выполнить задание на подготовку к лабораторной работе.
2. Исследовать режимы холостого хода и короткого замыкания линии передачи постоянного тока.
3. Исследовать режимы работы линии с различной нагрузкой. Определить условие передачи максимальной мощности в нагрузку (согласованный режим) и условие при котором КПД линии 0,9 – 0,95.
Описание лабораторной установки
В работе исследуется модель линии передачи электрической энергии постоянного тока, состоящая из двух резисторов, сопротивления которых равны 0,5 RЛ, и регулируемого источника ЭДС (рис.1). Источник подключается к входным зажимам линии 1 и 1’, а к выходным зажимам 2 и 2’ - регулируемое сопротивление нагрузки Rн. С помощью ключей S1 и S2 устанавливаются различные режимы работы линии. Напряжение и ток линии контролируются универсальным цифровым прибором VA источника. Напряжение на нагрузке измеряется вольтметром PV2.
Рис.1
Задание на подготовку к лабораторной работе
1. Изучить разделы курса электротехники, в которых рассматриваются электрические цепи постоянного тока.
2. Подготовить бланк протокола, соответствующий программе выполнения лабораторной работы.
3. Подготовить ответы на контрольные вопросы.
Порядок выполнения экспериментальной части
1. Ознакомиться с оборудованием и измерительными приборами, необходимыми для проведения эксперимента.
2. Собрать электрическую цепь, соответствующую схеме замещения (рис.1) и показать её преподавателю или лаборанту.
3. Выполнить опыт холостого хода линии передачи, разомкнув ключи S1 и S2. Установить заданное преподавателем напряжение U1. Занести в протокол значения U1 . Измерить значения I и U2 и занести их в таблицу.
Величину U1 во всех последующих опытах поддерживать одинаковой.
4. Выполнить опыт короткого замыкания, замкнув ключ S1. Измерить значения I и U2 и занести их в таблицу.
5. Выполнить опыт с различной нагрузкой линии, разомкнув ключ S1 и замкнув ключ S2. Сопротивление нагрузки изменять таким образом, чтобы ток линии изменялся через 0,1 Iк.з. Соответствующие значения токов I и напряжений U2 занести в таблицу.
6. Вычислить по результатам каждого измерения сопротивление нагрузки Rн, мощность в нагрузке Р2, мощность потерь в линии Р и КПД линии .
Для вычислений использовать формулы:
.
Величину сопротивления линии передачи Rл определить из опыта короткого замыкания.
7. Построить зависимости P2(I), P(I), U2(I), (I) при изменении тока в линии от I = 0 до I = Iк.з.
8. Определить по экспериментальным данным условие, при котором в нагрузке выделяется максимальная мощность и условия при котором КПД линии составляет 0,9 – 0,95.
9. По результатам физического эксперимента сделать выводы.
Таблица
|
I |
U2 |
Rн |
Р2 |
P |
|
Режим |
А |
В |
Ом |
Вт |
Вт |
% |
||
I = 0 |
|
|
|
|
|
|
|
I = 0,1 Iк.з. |
|
|
|
|
|
|
|
I = 0,2 Iк.з. |
|
|
|
|
|
|
|
I = 0,3 Iк.з. |
|
|
|
|
|
|
|
I = 0,4 Iк.з. |
|
|
|
|
|
|
|
I = 0,5 Iк.з. |
|
|
|
|
|
|
|
I = 0,6 Iк.з. |
|
|
|
|
|
|
|
I = 0,7 Iк.з. |
|
|
|
|
|
|
|
I = 0,8 Iк.з. |
|
|
|
|
|
|
|
I = 0,9 Iк.з. |
|
|
|
|
|
|
|
I = Iк.з.(max) |
|
|
|
|
|
|
|
Контрольные вопросы
1. Назовите режимы работы линии передачи и поясните их особенности.
2. Назовите основные части промышленной линии передачи.
3. Укажите основные причины, вызывающие потери напряжения в линии передачи.
4. Поясните, как экспериментальным путём определить сопротивление линии передачи и внутреннее сопротивление источника энергии.
5. Перечислите условия возникновения короткого замыкания и поясните в чём его опасность.
6. С каким КПД работают промышленные линии электропередач.
7. Перечислите меры, применяемые для повышения КПД промышленных линий электропередач.
8. Назовите условия передачи максимальной мощности от источника к приёмнику (согласованный режим).