Методические указания к выполнению лабораторных работ по электротехнике

Методические указания

к проведению лабораторного занятия № 1

по дисциплине «Электротехника»

на тему: «Ознакомление с порядком выполнения лабораторных занятий»

Цель работы: Изучение электроизмерительных приборов, используемых в лабораторных работах, выполняемых на стенде. Получение представлений о пределе измерения и цене деления, абсолютной и относительной погрешности, условиях эксплуатации и других характеристиках стрелочных электроизмерительных приборов, получение навыков работы с цифровыми измерительными приборами

Приборы: лабораторный стенд «Электрические цепи и основы электроники»

Литература: Евдокимов Ф.Е. «Теоретические основы электротехники»

Задание: Изучить измерительные приборы

Порядок проведения:

1. Изучение паспортных характеристик стрелочных электроизмерительных приборов. Для этого внимательно рассмотреть лицевые панели стрелочных амперметров и заполнить табл. 1

Таблица 1

Характеристика измерительного прибора

Наименование прибора

Система измерительного механизма

Предел измерения

Число делений шкалы

Цена деления

Минимальное значение измеряемой величины

Класс точности

Допустимая максимальная абсолютная погрешность

Род тока

Нормальное положение шкалы

Прочие характеристики

2. Ознакомиться с лицевой панелью мультиметра и зарисовать её.

3. Подготовить мультиметр для измерения постоянного напряжения. Включить электропитание стенда (автоматический выключатель QF модуля питания) и источник постоянного напряжения. Измерить значения выходных напряжений модуля питания на клеммах «+5 В», «+12 В» и «-12 В» относительно общей клеммы. Результаты измерений занести в табл. 2. Выключить источник постоянного напряжения.

Таблица 2

Клеммы

+5В

+12В

-12В

А

В

С

А-В

В-С

С-А

Измерено

4. Подготовить мультиметр для измерения переменного напряжения. Включить трехфазный источник питания и мультиметром измерить значения выходных напряжений на клеммах «А», «В», «С», «А-В», «В-С», «С-А». Результаты измерений занести в табл. 1.1.5. Выключить источник трехфазного напряжения.

5. Подготовить мультиметр для измерения сопротивлений резисторов. Измерить значения сопротивлений резисторов, указанных преподавателем. Результаты занести в табл. 3.

Таблица 3

Резистор

R1

R2

R3

R4

Номинальное значение сопротивления, Ом

Измерено, Ом

6. Сделать выводы по работе

Отчет по работе: должен содержать соответствующие выводы

Составил преподаватель М.А. Киселева

Рассмотрено на заседании комиссии

Профессионального цикла специальности 270843

Протокол № от ___________ г

Председатель цикловой комиссии ___________ М.А. Киселева

Методические указания

к проведению лабораторного занятия № 2

по дисциплине «Электротехника»

на тему: «Изучение закона электромагнитной индукции»

Цель работы: Изучить закон электромагнитной индукции на примере работы электромагнитного реле

Приборы: электромагнитное реле, выпрямительный мост, миллиамперметр, вольтметр, понижающий трансформатор, регулятор нагрузки

Литература: Евдокимов Ф.Е. «Теоретические основы электротехники»

Задание: 1. изучить закон электромагнитной индукции

2. Снять вольтамперные характеристики реле

3. Сделать выводы о пригодности реле к эксплуатации

Порядок проведения:

Электромагнитная индукция - возбуждение электродвижущей силы в контуре при изменении потокосцепления этого контура

Электродвижущая сила - сила, индуктируемая в замкнутом контуре при изменении сцепленного с ним магнитного потока, равна скорости изменения потосцепления, взятой с отрицательным знаком

- - формула Фарадея

- общая формула

1. Собрать схему.

2. Снять вольт-амперные характеристики реле и данные занести в таблицу

Таблица 1

Данные опыта

Данные расчетов

Ic

Iy

Iот

U

Кв=Iот/Iс

R=U/Ic

P=U*Ic

мА

мА

мА

В

Ом

Вт

3. Сделать вывод о пригодности данного реле к работе

Отчет по работе: должен содержать соответствующие выводы

Составил преподаватель М.А. Киселева

Рассмотрено на заседании комиссии

Профессионального цикла специальности 270843

Протокол № от ___________ г

Председатель цикловой комиссии ___________ М.А. Киселева

Методические указания

к проведению лабораторного занятия № 3

по дисциплине «Электротехника»

на тему: «Определение потери напряжения и мощности в проводах линии электропередач»

Цель работы: научиться определять потерю напряжения, а также мощность в проводах линии электропередач

Приборы: Источник первичного тока с напряжением 220 В; 2 вольтметра электромагнитной системы на 250 В, класс точности 1,5; статический амперметр электромагнитной системы на 2,5 А, класс точности 0,5; лампы накаливания; соединительные провода

Литература: Евдокимов Ф.Е. «Теоретические основы электротехники»

Задание: Проверить на опыте как зависит потеря напряжения в проводах от силы тока и от материала, из которого сделаны провода

Порядок проведения:

1. Собрать схему, используя стальные провода, начертить её и включить в сеть.

2. Изменяя нагрузку написать показания приборов.

3. В том же порядке повторить измерения, используя медные провода.

Таблица № 1 Стальные провода

U₁

U₂

I

S

l

ɣ

ΔU^´

ΔU´´

P₁

P₂

ΔP

ƞ

В

В

А

мм²

м

м*Ом/мм²

В

В

Вт

Вт

Вт

%

Таблица № 2 Медные провода

U₁

U₂

I

S

l

ɣ

ΔU^´

ΔU´´

P₁

P₂

ΔP

ƞ

В

В

А

мм²

м

м*Ом/мм²

В

В

Вт

Вт

Вт

%

Формулы для расчета:

ΔU´=U₁-U₂

ΔU´´=I*R=(I*(2*l))/(ɣ*S)

P₁=U₁*I

P₂=U₂*I

ΔP=ΔU´*I

Ƞ=(U₂/U₁)*100%

4. Сделать выводы по работе

Отчет по работе: должен содержать соответствующие выводы

Составил преподаватель М.А. Киселева

Рассмотрено на заседании комиссии

Профессионального цикла специальности 270843

Протокол № от ___________ г

Председатель цикловой комиссии ___________ М.А. Киселева

Методические указания

к проведению лабораторного занятия № 4

по дисциплине «Электротехника»

на тему: «Проверка особенностей электрической цепи с последовательным и параллельным соединениями приёмников электрической энергии»

Цель работы: Получение навыков сборки простых электрических цепей, включения в электрическую цепь измерительных приборов. Научиться измерять токи и напряжения, убедиться в соблюдении законов Ома и Кирхгофа в линейной электрической цепи

Приборы

Наименование минимодуля

Количество

Резистор 2 Вт 22 Ом

1

Резистор 2 Вт 68 Ом

1

Резистор 2 Вт 82 Ом

I

Резистор 2 Вт 100 Ом

1

Литература: Евдокимов Ф.Е. «Теоретические основы электротехники»

Задание: Проверить на опыте особенность электрической цепи с последовательным и параллельным соединениями приемников электрической энергии

Порядок проведения:

Ознакомиться с лабораторной установкой (модуль питания, модуль мультиметров, наборное поле и минимодули резисторов). Собрать линейную электрическую цепь с последовательным соединением резисторов (рис. 1). В качестве амперметров использовать стрелочные приборы магнитоэлектрической системы. В качестве вольтметра использовать мультиметр в режиме измерения

Рис. 1

2. Включить электропитание стенда (автоматический выключатель QF1 модуля питания) и источник постоянного напряжения. Измерить ток в цепи, величину напряжения U на входе цепи и напряжения U1 и U2 на резисторах R1 и R2. Результаты измерений занести в табл. 1. Выключить питание.

3. Собрать электрическую цепь с параллельным соединением резисторов (рис.2). В качестве амперметра РА1 использовать мультиметр в режиме измерения постоянного тока 1. В качестве вольтметра PV

Рис. 2

4. Включить электропитание стенда и источник постоянного напряжения. • .Измерить напряжения и токи на всех участках цепи. Результаты занести в табл. 1.

Таблица 1

Последовательное соединение

Параллельное соединение

U

U1

U2

U=U1+U2

I1

I2

U

I1

I2

I3

I1=I2+I3

В

В

В

В

мА

мА

В

мА

мА

мА

мА

5. Рассчитать относительные погрешности измерения токов 12 и 13 стрелочными амперметрами РА2 и РАЗ. Результаты расчета занести в табл. 2.

Таблица 2

РА2

РА3

Предел измерения, мА

Класс точности прибора, %

Измеренное значение тока, мА

Относительная погрешность измерения, %

6. Проверить выполнение баланса мощностей.

7. Сделать выводы о выполнении законов Кирхгофа и о применении закона Ома в линейной электрической цепи постоянного тока

Отчет по работе: должен содержать соответствующие выводы

Составил преподаватель М.А. Киселева

Рассмотрено на заседании комиссии

Профессионального цикла специальности 270843

Протокол № от ___________ г

Председатель цикловой комиссии ___________ М.А. Киселева

Методические указания

к проведению лабораторного занятия № 5

по дисциплине «Электротехника»

на тему: «Нелинейная электрическая цепь постоянного тока с последовательным соединением элементов»

Цель работы: Экспериментальное получение вольтамперных характеристик линейных и нелинейных резистивных элементов, графический расчет неразветвленной нелинейной электрической цепи постоянного тока и экспериментальная проверка результатов расчета.

Приборы

Наименование минимодуля

Количество

Потенциометр ППБ-ЗА-150 Ом

1

Лампа накаливания СМН-9-60

1

Резистор 2 Вт 120 Ом

1

Литература: Евдокимов Ф.Е. «Теоретические основы электротехники»

Задание: Получить вольт-амперные характеристики линейных и нелинейных резистивных элементов, графический расчет неразветвленной нелинейной электрической цепи постоянного тока

Порядок проведения:

1. Ознакомиться с лабораторной установкой (модуль питания, модуль мультиметров, набор минимодулей).

2. Собрать электрическую цепь для снятия вольтамперных характеристик элементов цепи (рис. 1.4.1) и предъявить её для проверки преподавателю. В качестве регулируемого источника постоянного напряжения использовать минимодуль потенциометра RP1. В качестве амперметра использовать стрелочный миллиамперметр магнитоэлектрической системы с пределом измерения 100 мА. В качестве вольтметра использовать мультиметр в режиме измерения постоянного напряжения

3. 

Рис. 1

3. Снять вольтамперные характеристики лампы накаливания, резистора и всей цепи. Для этого установить ручку потенциометра RP1 в крайнее левое положение. Включить модуль питания (выключатель QF1) и источник постоянного напряжения. Увеличивая плавно выходное напряжение потенциометра RP1 провести необходимые измерения при изменении тока от 0 до 50 мА. Результаты измерений занести в табл. 1. Выключить электропитание стенда. В одной координатной системе построить вольтамперные характеристики цепи, лампы накаливания HL и резистора R1.

Таблица 1

I, А

0

U, В

0

Uл, В

0

Ur, В

0

4. Записать уравнение второго закона Кирхгофа для исследуемой цепи. Используя экспериментальные вольтамперные характеристики резистора и лампы накаливания, построить в той же системе координат расчетную вольтамперную характеристику всей цепи U_pac4=f(I) и сравнить её с полученной экспериментально вольтамперной характеристикой цепи U_3Kcn=f(I)

5. Для указанного преподавателем значения входного напряжения выполнить графический расчет тока и напряжений на отдельных участках цепи по рис. 1 Результаты расчета занести в табл. 2.

Таблица 2

U, В

U_HL, В

U_R, В

I, А

Расчет

Эксперимент

6. Для проверки расчета нелинейной цепи включить электропитание и установить заданное (расчетное) значение входного напряжения U. Измерить ток I и напряжения U_R и U_Hl на отдельных участках цепи. Результаты занести в табл. 2.

7. Сделать вывод об особенностях применения законов Кирхгофа в нелинейной цепи постоянного тока

Отчет по работе: должен содержать соответствующие выводы

Составил преподаватель М.А. Киселева

Рассмотрено на заседании комиссии

Профессионального цикла специальности 270843

Протокол № от ___________ г

Председатель цикловой комиссии ___________ М.А. Киселева

Методические указания

к проведению лабораторного занятия № 6

по дисциплине «Электротехника»

на тему: «Разветвленная нелинейная цепь постоянного тока»

Цель работы: Экспериментальное получение вольтамперных характеристик нелинейных резистивных элементов, графический расчет разветвленной нелинейной электрической цепи постоянного тока и экспериментальная проверка результатов расчета.

Приборы

Наименование минимодуля

Количество

Потенциометр ППБ-ЗА-150 Ом

1

Нелинейный элемент

1

Лампа накаливания СМН

1

Резистор 2 Вт 120 Ом

1

Литература: Евдокимов Ф.Е. «Теоретические основы электротехники»

Задание: Получить вольт-амперные характеристики нелинейных резистивных элементов, графический расчет разветвленной нелинейной электрической цепи постоянного тока

Порядок проведения:

1. Ознакомиться с лабораторной установкой (модуль питания, модуль мультиметров, набор минимодулей).

2. Собрать электрическую цепь для снятия вольтамперных характеристик элементов цепи (рис. 1.5.1) и предъявить её для проверки преподавателю. В качестве регулируемого источника постоянного напряжения использовать минимодуль потенциометра RP1. В качестве амперметра использовать стрелочный миллиамперметр магнитоэлектрической системы с пределом измерения 100 мА. В качестве вольтметра использовать мультиметр в режиме измерения постоянного напряжения

Обратить внимание на полярность напряжения на нелинейном элементе R1.

3. Снять вольтамперную характеристику нелинейного элемента R1. Для этого установить ручку потенциометра RP1 в крайнее левое положение. Включить модуль питания (выключатель QF1) и источник постоянного напряжения. Увеличивая плавно выходное напряжение потенциометра RP1 провести необходимые измерения при изменении тока от 0 до 80... 100 мА. Результаты измерений занести в табл. 1. Выключить электропитание стенда. Построить вольтамперную характеристику нелинейного элемента.

Таблица 1

Таблица 1

U, В

0

I, А

0

5. Снять вольтамперные характеристики лампы накаливания и резистора. Для этого собрать цепь с последовательным соединением лампы накаливания HL и резистора R1 (рис. 2). Предъявить схему для проверки преподавателю

Рис. 2

Установить ручку потенциометра RP1 в крайнее левое положение. Включить модуль питания (выключатель QF1) и источник постоянного напряжения. Увеличивая плавно выходное напряжение потенциометра RP1 измерять напряжения на входе цепи U, на лампе накаливания Un и на резисторе U_R, а также ток I. Результаты измерений занести в табл. 2. Выключить электропитание стенда. Построить вольтамперные характеристики цепи, лампы накаливания HL и резистора R1.

Таблица 2

I, А

0

U, В

0

Uл, В

0

Ur, В

0

6. Снять вольтамперную характеристику цепи со смешанным соединением элементов. Для этого собрать электрическую цепь по рис. 1.5.3 и предъявить её для проверки преподавателю

7. 

7. Включить электропитание стенда и снять вольтамперную характеристику всей цепи U_3KCn=f(I). Установить ручку потенциометра RP1 в крайнее левое положение. Включить модуль питания (выключатель QF1) и источник постоянного напряжения. Увеличивая плавно выходное напряжение потенциометра RP1 измерять напряжения на входе цепи U и ток 1_Ь потребляемый от источника питания. Результаты измерений занести в табл. 3. Выключить электропитание стенда.

Таблица 3

U, В

I, А

8. Записать уравнения законов Кирхгофа для исследуемой цепи. Используя результаты экспериментов, построить расчетную вольтамперную характеристику всей цепи U_paC4=f(I). Здесь же нарисовать полученную экспериментальную вольтамперную характеристику цепи U_3Kcn=f(I) и сравнить их.

9. Для указанного преподавателем значения входного напряжения выполнить графический расчет токов ветвей и напряжений на отдельных участках цепи по рис. 1.5.3. Результаты расчета занести в табл. 4.

Таблица 4

U, В

U1, В

U23, В

I₁, А

I₂, А

I₃, А

Расчет

Эксперимент

10. Для проверки расчета нелинейной цепи собрать электрическую цепь по рис. 1.5.4 и предъявить её для проверки преподавателю. После проверки схемы включить электропитание и установить заданное значение входного напряжения U. Измерить токи Ij. 1_2> и I₃ ^ а также напряжения Uj и U23 на отдельных участках цепи. Результаты занести в табл. 1.5.4.

11. Сделать вывод об особенностях применения законов Кирхгофа в нелинейной цепи постоянного тока.

Отчет по работе: должен содержать соответствующие выводы

Составил преподаватель М.А. Киселева

Рассмотрено на заседании комиссии

Профессионального цикла специальности 270843

Протокол № от ___________ г

Председатель цикловой комиссии ___________ М.А. Киселева

Методические указания

к проведению лабораторного занятия № 7

по дисциплине «Электротехника»

на тему: «Экспериментальное определение параметров элементов цепей переменного тока»

Цель работы: Приобретение навыков определения параметров элементов в цепях переменного тока по результатам измерений, включения в цепь вольтметра и амперметра, измерения тока и напряжения, применения закона Ома в цепи переменного тока

Приборы

Наименование минимодуля

Количество

Конденсатор переключаемый

1

Дроссель

2

Литература: Евдокимов Ф.Е. «Теоретические основы электротехники»

Задание: Определить параметры элементов в цепях переменного тока

Порядок проведения:

1. Ознакомиться с лабораторной установкой (модуль питания, модуль мультяметров, набор минимодулей, наборное поле).

2. Установить на наборном поле в качестве индуктивного потребителя Z_K два последовательно включенных дросселя L1 и L2. Установить на одном мультиметре режим измерения сопротивления и подключить его к выводам индуктивного потребителя Z_K. После проверки схемы преподавателем включить электропитание стенда (выключатель QF1) и используемый мультиметр. Провести измерение значения активного сопротивления индуктивного потребителя Rk< Результат записать в табл. 1. Выключить электропитание.

3. Собрать электрическую цепь для определения величины индуктивности L индуктивного потребителя (рис. 1). В качестве вольтметра использовать мультиметр в режиме измерения переменного напряжения. Предъявить схему для проверки преподавателю.

Примечание: при исследовании индуктивного потребителя включить между источником питания и цепью токоограничивающий резистор 22 Ом для ограничена тока до 100 мА.

Рис. 1 Рис. 2

3. Включить электропитание стенда и источник переменного напряжения и записать в табл. 1 показания амперметра и вольтметра (мультиметра). Выключить электропитание стенда.

Таблица 1

Таблица 1

Rk, Ом

U, В

I, мА

Zk=U/I, Ом

Xk, Ом

L, Гн

3. Собрать электрическую цепь для определения величины емкости С емкостного потребителя (рис. 2). Установить заданное преподавателем положение переключателя батареи конденсаторов. Предъявить схему для проверки преподавателю.

4. Включить электропитание и записать в табл. 2 показания приборов, устанавливая поочередно заданные преподавателем положения переключателя батареи конденсаторов.

Таблица 2

Включено

С1

С2

СЗ

U, В

I, А

Х_с, Ом

С, мкФ

3. По результатам измерений рассчитать, используя закон Ома, полное сопротивление индуктивного потребителя Zk

4. По результатам измерений рассчитать, используя закон Ома, емкостные сопротивления Хс Результаты записать в табл. 2.

5. Считая, что частота переменного напряжения f = 50 Гц, определить величину индуктивности индуктивного потребителя L и емкостей конденсаторов CI, С2 и СЗ. Результаты занести в соответствующие таблицы

Отчет по работе: должен содержать соответствующие выводы

Составил преподаватель М.А. Киселева

Рассмотрено на заседании комиссии

Профессионального цикла специальности 270843

Протокол № от ___________ г

Председатель цикловой комиссии ___________ М.А. Киселева

Методические указания

к проведению лабораторного занятия № 8

по дисциплине «Электротехника»

на тему: «Резонанс напряжений»

Цель работы: Научиться собирать схему с последовательным соединением катушки и конденсатора; усвоить основные соотношения для резонанса сопротивлений

Приборы:

1. Источник переменного тока с напряжением 220 В.

2. Три астатический вольтметра электромагнитной системы на 60 В и на 150 В, класс точности 0,5.

3. Астатический амперметр электромагнитной системы на 2,5 А, класс точности 0,5.

4. Автотрансформатор.

5. Катушка индуктивности.

6. Конденсатор на 50 МкФ.

7. Соединительные провода.

Литература: Евдокимов Ф.Е. «Теоретические основы электротехники»

Задание:

1. Практически подтвердить на опыте основные соотношения для резонанса напряжений.

2. Ознакомиться с приборами

Порядок проведения:

Начертить и собрать схему, включить схему в сеть

Написать значения приборов и сделать подсчеты

U

I

U_k

U_c

Z

Z_k

X_c

Q_L

Q_c

Q

S

В

А

В

В

Ом

Ом

Ом

Вар

Вар

Вар

ВА

Формулы для расчета:

Z=U/I

Z_k=U_k/I

X_c=U_c/I

Q_L=U_k*I

Q_c=U_c*I

Q=Q_L-Q_c

S=U*I

Векторные диаграммы

1. 2 3

U_L>U_c U_Lc U_L=U_C

При резонансе напряжений

U_L=U_c

U=U_a

X_L=X_c

Z=R

Q_L=Q_c

S=P

ᵠ=0

cosᵠ=1

Отчет по работе: должен содержать соответствующие выводы

Составил преподаватель М.А. Киселева

Рассмотрено на заседании комиссии

Профессионального цикла специальности 270843

Протокол № от ___________ г

Председатель цикловой комиссии ___________ М.А. Киселева

Методические указания

к проведению лабораторного занятия № 9

по дисциплине «Электротехника»

на тему: «Резонанс токов»

Цель работы: Научиться собирать схему для параллельного соединения катушки и конденсатора.

Приборы:

1. Источник переменного тока с напряжением 220 В.

2. Автотрансформатор.

3. Три астатический амперметра электромагнитной системы на 0.5 А, класс точности 0.5.

4. Две конденсаторные батареи.

5. Катушка индуктивности.

6. Соединительные провода.

Литература: Евдокимов Ф.Е. «Теоретические основы электротехники»

Задание:

1. Практически подтвердить основные соотношения для резонанса токов.

2. Ознакомиться с приборами

Порядок проведения:

1. Начертить и собрать схему и включить схему в сеть.

2. Написать значения приборов и сделать подсчеты

U

I

I₁

I₂

Z₁

X_c

Q_L

Q_c

Q

S

В

А

А

А

Ом

Ом

Вар

Вар

Вар

ВА

Формулы для расчетов

Z₁=U/I

X_c=U/I₂

Q_L=U*I

Q_c=U*I₂

Q=Q_L-Q_c

S=U*I

Векторные диаграммы

1 2 3

I_L>I_C I_LC I_L=I_C

При резонансе токов

I=I_a

I_L=I_c

Q_L=Q_c

Q=0

S=P

ᵠ=0

cosᵠ=1

Отчет по работе: должен содержать соответствующие выводы

Составил преподаватель М.А. Киселева

Рассмотрено на заседании комиссии

Профессионального цикла специальности 270843

Протокол № от ___________ г

Председатель цикловой комиссии ___________ М.А. Киселева

Методические указания

к проведению лабораторного занятия № 10

по дисциплине «Электротехника»

на тему: «Трехфазная цепь при соединении потребителя звездой»

Цель работы: Ознакомиться с трехфазными системами, измерением фазных и линейных токов и напряжений. Проверить основные соотношения между токами и напряжениями симметричного и несимметричного трехфазного потребителя. Выяснить роль нейтрального провода в четырехпроводной трехфазной системе. Научиться строить векторные диаграммы напряжений и токов.

Приборы

Наименование минимодуля

Количество

Резистор 2 Вт 68 Ом

1

Резистор 2 Вт 120 Ом

1

Резистор 2 Вт 82 Ом

3

Тумблер

2

Литература: Евдокимов Ф.Е. «Теоретические основы электротехники»

Задание: Измерить фазные и линейные токи и напряжения. Проверить основные соотношения между токами и напряжениями симметричного и несимметричного трехфазного потребителя. Выяснить роль нейтрального провода в четырехпроводной трехфазной системе. Научиться строить векторные диаграммы напряжений и токов

Порядок проведения:

1. Ознакомиться с лабораторной установкой (модуль питания, модуль мультиметров, набор минимодулей).

2. Включить модуль питания стенда (выключатель QF1). Установить на одном из мультиметров режим измерения переменного напряжения. Включить трехфазный источник питания и измерить линейные и фазные напряжения трехфазного источника питания на холостом ходу. Результаты измерений занести в табл.1.

Таблица 1

Таблица 1

Измерено на клеммах источника питания

Вычислено

Линейные напряжения

Фазные напряжения

U_AB, В

U_BC, В

U_CA, В

U_A, В

U_B, В

U_C, В

U_л, В

U_ф, В

U_л/U_ф

3. Собрать симметричную трехфазную электрическую цепь (рис.1). Замкнуть тумблеры SA1 и SA2. Предъявить схему для проверки преподавателю.

4. Включить электропитание стенда (выключатель QF1) и источник трехфазного напряжения. Измерить токи, фазные и линейные напряжения при включенном нейтральном проводе (тумблер SA2 замкнут). Результаты занести в табл. 2. Проверить соотношение между линейными и фазными напряжениями потребителей.

5. Разомкнуть тумблер SA2. Повторить те же измерения при отключенном нейтральном проводе. Результаты занести в табл. 2. Выключить источник трехфазного напряжения.

6. Исследовать влияние обрыва линейного провода на режим работы цепи при наличии нейтрального провода. Для этого разомкнуть тумблер SA1 и замкнуть тумблер SA2. Включить источник трехфазного напряжения. Измерить токи и напряжения. Результаты занести в табл. 2. Выключить источник трехфазного напряжения.

Рис. 1

7. Исследовать несимметричную трехфазную цепь. Для этого собрать схему по рис. 2. Предъявить схему для проверки преподавателю. Измерить токи, линейные и фазные напряжения в каждой фазе потребителя при наличии нейтрального провода. Результаты записать в табл. 2.

8. Разомкнуть цепь нейтрального провода с помощью тумблера SA2 и вновь измерить токи и напряжения. Результаты записать в табл 2

Рис. 2

9. По результатам измерений вычислить среднее значение линейных напряжений Uл источника питания; среднее значение фазных напряжений UФ источника питания; отношение Uл/Uф; среднее значение тока при симметричной нагрузке

Для всех проведенных опытов методом засечек построить в масштабе векторные диаграммы.

Сравнить влияние нейтрального провода на работу трехфазной системы при симметричной и несимметричной нагрузке.

Таблица 2

Отчет по работе: должен содержать соответствующие выводы

Составил преподаватель М.А. Киселева

Рассмотрено на заседании комиссии

Профессионального цикла специальности 270843

Протокол № от ___________ г

Председатель цикловой комиссии ___________ М.А. Киселева

Методические рекомендации

к проведению лабораторного занятия № 11

по дисциплине «Электротехника»

на тему: «Трехфазная цепь при соединении потребителя треугольником»

Цель работы: Исследовать особенности работы трехфазной цепи при соединении симметричного и несимметричного потребителей треугольником, усвоить построение векторных диаграмм по результатам эксперимента

Приборы

Наименование минимодуля

Количество

Резистор 2 Вт 120 Ом

3

Тумблер

2

Литература: Евдокимов Ф.Е. «Теоретические основы электротехники»

Задание: Измерить фазные и линейные токи и напряжения. Проверить основные соотношения между токами и напряжениями симметричного и несимметричного трехфазного потребителя. Научиться строить векторные диаграммы напряжений и токов

Порядок проведения:

1. Ознакомиться с лабораторной установкой (модуль питания, модуль мультиметров, стрелочные измерительные приборы, набор минимодулей, наборное поле).

2. Включить модуль питания стенда (выключатель QF1) и источник трехфазного напряжения. Установить на мультиметре режим измерения переменного напряжения и измерить мультиметром линейные напряжения источника питания на холостом ходу. Результаты измерений занести в табл. 1. Выключить электропитание. Вычислить среднее значение линейного напряжения Uл.

Таблица 1

Таблица 1

U_AB, В

U_BC, В

U_CA, В

Uл, В

3. В соответствии с рис. 1. собрать схему симметричной трехфазйой цепи при соединении потребителей в треугольник. Предъявить схему для проверки.

4. Включить электропитание (выключатель QF1) и источник трехфазного напряжения. Измерить фазные токи I_AB, I_BC, I_CA и линейный ток I_А, а также напряжения на потребителях. Результаты занести в табл. 2.

5. Разомкнуть с помощью тумблера SA1 линейный провод фазы «В» и измерить фазные токи I_AB, I_BC, I_CA и линейный ток I_А, а также напряжения на потребителях. Результаты занести в табл. 2.

6. Выключить с помощью тумблера SA2 нагрузку в фазе потребителя «СА» и провести измерения. Результаты занести в табл. 2.

7. Разомкнуть с помощью тумблера SA1 линейный провод фазы «В» и с помощью тумблера SA2 нагрузку в фазе потребителя «СА». Измерить фазные токи I_AB, I_BC, I_CA и линейный ток I_А, а также напряжения на потребителях. Результаты занести в табл. 2

Рис. 2

Таблица 2

Режим нагрузки

Токи нагрузки, мА

Напряжение на фазах потребителя, В

I_A

I_B

I_C

I_AB

I_BC

I_CA

Uab

bc

Uca

Симметричная нагрузка

Обрыв линейного провода «В»

Обрыв фазы потребителя «АВ»

Обрыв фазы потребителя «АВ» и обрыв линейного провода «В»

8. Для всех опытов построить в масштабе векторные диаграммы.

9. По векторным диаграммам определить для исследованных режимов линейные токи 1в и 1с.

10. Сравнить результаты измерений линейных и фазных токов при соединении потребителя в треугольник для исследованных режимов.

11. Проанализировать влияние обрывов линейного и фазного проводов на режимы работы потребителей.

Отчет по работе: должен содержать соответствующие выводы

Составил преподаватель М.А. Киселева

Рассмотрено на заседании комиссии

Профессионального цикла специальности 270843

Протокол № от ___________ г

Председатель цикловой комиссии ___________ М.А. Киселева