- •Пояснительная записка
- •Электротехника и Электроника
- •Часть 1: Электрические цепи, трансформаторы, электрические машины
- •420075, Казань, к.Маркса 68
- •Вопрос1. Нарисовать схему замещения электрической цепи. Объяснить какие процессы отражают элементы этой схемы.
- •Вопрос2. Записать выражение для полного сопротивления, тока и коэффициента мощности при резонансе напряжений.
- •Вопрос3. В чем заключается явление резонанса напряжений и при каких условиях оно возникает?
- •Вопрос4. Изменением каких параметров электрической цепи (см. Рис.1) можно получить резонанс напряжений ?
- •Вопрос5. С помощью каких приборов и по какому признаку можно судить о возникновении резонанса напряжений в электрической цепи?
- •Вопрос 6: Провести анализ построенных векторных диаграмм до и после резонанса напряжений и объяснить, в каком случае входное напряжение опережает ток, а в каком – отстает от тока.
- •Вопрос7. По схеме замещения исследуемой цепи проанализировать к чему приведет изменение активного сопротивления электрической цепи при резонансе напряжений.
- •Вопрос8. Сохраняется ли резонанс напряжений, если изменить только напряжение питающей сети?
- •Вопрос9. Объяснить ход кривых полученных в этой работе.
- •Вопрос10. Какую опасность для электрических устройств представляет резонанс напряжений? Где используется резонанс напряжений?
- •Вопрос1. Как обозначаются зажимы трехфазного источника и приемника?
- •Вопрос2. Как соединяются электроприемники «звездой»?
- •Вопрос3. Какими уравнениями выражаются мгновенные значения фазных напряжений и токов при симметричной нагрузке?
- •Вопрос4. В каком соотношении находятся линейные и фазные напряжения при симметричной нагрузке?
- •Вопрос5. Какой режим работы трехфазной цепи называют несимметричным?
- •Вопрос6. Для чего используется нейтральный провод?
- •Вопрос7. Какими уравнениями описывается электрическое состояние цепи при несимметричной нагрузке?
- •Вопрос8. Как построить совмещенные векторные диаграммы напряжений и токов для исследованных режимов трехфазной цепи?
- •Вопрос9.. К чему приведет обрыв нейтрального провода при несимметричной нагрузке?
- •Вопрос10. Как изменяется напряжение при обрыве одной фазы в четырехпроводной и трехпроводной сетях?
- •Вопрос11. А) Как изменяется напряжение при коротком замыкании фазы в трехпроводной сети?
- •Мощность приемников при любом виде нагрузки
- •Контрольные вопросы
- •Вопрос 1: Где и с какой целью применяют катушки со стальным сердечником?
- •Вопрос 4-2. С какой целью магнитопроводы электротехнических устройств изготавливают из ферромагнитных материалов?
- •Вопрос 4-3. Объяснить характер изменения индуктивного и полного сопротивления катушки с сердечником от протекающего через него тока.
- •Вопрос 4-4 . Как уменьшить потери энергии на гистерезис и вихревые токи?
- •Вопрос 4-5 .. Нарисовать и объяснить схему замещения катушки с сердечником.
- •Вопрос 6. Как определяются параметры схемы замещения и зависят ли они от подводимого напряжения?
- •Вопрос 7. Объяснить характер зависимостей ; ; ; .
- •Вопрос 5-1. Устройство и принцип действия трансформатора.
- •Вопрос 5-2. Записать и объяснить формулы эдс и уравнения электрического и магнитного состояний трансформатора
- •Вопрос 5-3. Что такое «коэффициент трансформации»?
- •Вопрос 5-4. Нарисовать и объяснить схему замещения нагруженного трансформатора.
- •Вопрос 5-5: Как проводятся опыты холостого хода и короткого замыкания?
- •Вопрос 6: Объяснить причины и характер изменения напряжения вторичной обмотки при изменении нагрузки.
- •Вопрос 7: Как определяется кпд силовых трансформаторов?
- •Вопрос 6-1. Объясните устройство и принцип действия трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Ответ 6-1 Двигатель состоит из статора и ротора.
- •Ротор начинает вращаться.
- •Вопрос 6-2. Какими достоинствами и недостатками обладает трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором?
- •Вопрос 6-3. Дать характеристику магнитного поля асинхронного двигателя.
- •Вопрос 6-4. Как осуществить реверс двигателя?
- •Вопрос 6-5. Что такое режим идеального хода в двигателе?
- •Вопрос 6-6. Почему ток холостого хода асинхронного двигателя больше тока холостого хода трехфазного трансформатора такой же мощности?
- •Вопрос 6-7. Чему равно скольжение в номинальном, критическом, пусковом режимах и при холостом ходе?
- •Вопрос 6-8. Показать на механической характеристике основные режимы работы асинхронного двигателя
- •Вопрос 6-9. Перечислить и объяснить основные способы регулирования частоты вращения асинхронного двигателя.
- •Вопрос 6-10: в чем особенности пускового режима асинхронного двигателя?
- •Вопрос 6-11: Перечислить и сравнить различные способы пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
- •Вопрос 6-12: Объяснить особенности рабочих характеристик асинхронного двигателя.
- •Вопрос 6-13: Где используются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором?
- •Вопрос1: Объяснить устройство и принцип действия двигателя параллельного возбуждения.
- •Вопрос 6. Какими способами можно регулировать частоту вращения двигателя параллельного возбуждения и каковы преимущества и недостатки каждого из них?
- •Вопрос 7 .Объясните процесс саморегулирования двигателя.
- •Вопрос 8 . Как производится реверсирование двигателя?
- •Вопрос 9 Объясните характеристики двигателя: характеристику холостого хода , рабочие характеристики , , , , механическую и регулировочную .
- •Вопрос 10. Сделать оценку двигателя, укажите преимущества и недостатки двигателя параллельного возбуждения.
- •Б). Лампочка в фазе b будет гореть ярче; в). Лампочка в фазе с будет гореть ярче;
Вопрос 10. Сделать оценку двигателя, укажите преимущества и недостатки двигателя параллельного возбуждения.
Ответ 10.
Достоинства двигателя параллельного возбуждения.
-
Не нужно дополнительного источника питания для цепи возбуждения.
-
Самозапуск . Ток возбуждения в момент запуска двигателя появляется благодаря остаточной намагниченности статора.
Недостатки
-
Сравнительно узкий диапазон регулирования скорости вращения (1÷2).
-
Сравнительно малый пусковой момент по сравнению с двигателем независимого возбуждения.
-
Зависимость тока якоря от тока возбуждения.
Библиографический список
1. Касаткин А.С., Немцов С.В. Электротехника. М.: Высш. шк., 2000. С. 377-395, 404-410,522-524.
2. Данилов И.А., Иванов П.М. Общая электротехника с основами электроники. М.: Высш.шк., 2000. С. 239-260, 269-277.
3. Иванов И.И., Равдоник В.С. Электротехника. М.: Высш.шк., 1984. С. 300-321.
4. Волынский Б.А., Зейн Е.И., Шатерников В.Е. Электротехника. М.: Энергоатомиздат, 1987. С. 332-351, 359-381.
5. Общая электротехника /Под ред. А.Т.Блажкина. М.: Энергоатомиздат, 1986. С. 364-384, 389-393, 395-399, 401-403.
6. Электротехника /Под ред. В.Г.Герасимова, М.: Высш.школа, 1985. С. 358-368, 373-380,384-385.
7. Борисов Ю.М., Липатов Д.Н., Зорин Ю.Н. Электротехника. М.: Энергоатомиздат, 1985. С.342-355, 367-387.
8. Рекус Г.Г., Чесноков В.Н. Лабораторные работы по электротехнике и основам электроники. М.: Высш. шк., 1989. С. 172-184.
Приложение1
Дополнительные вопросы и ответы
для студентов
не владеющих материалом
Тесты по ЭТ и ЭЛ-КЕ
Лаб 2
4. По данным опытов:
а) вычислить Z, Zк, R, ,, L, C, cos;
б) построить в одних осях графики зависимостей I(C), Р(C), Uc(C), UL(C), Z(C), cos (C);
в) построить в одном масштабе векторные диаграммы цепи для режимов ; , ;
г) сделать краткие выводы о результатах исследований, записать их в отчет.
Формулы для расчета
- полное сопротивление цепи;
- полное сопротивление катушки;
- активное сопротивление цепи (катушки);
- индуктивное сопротивление катушки;
- индуктивное падение напряжения;
- активное падение напряжения;
- емкостное сопротивление конденсатора;
- коэффициент мощности всей цепи;
=2f - угловая частота;
f=50 Гц - промышленная частота.
Контрольные вопросы
-
Нарисовать схему замещения электрической цепи. Объяснить какие процессы отражают элементы этой схемы.
Дана электрическая схема ( рис Тест 2.1). Внутренне сопротивления электроизмерительных приборов равны: R(РVc) = R(РV) = R(РVk) = 104 Ом, R(РA)=0,1Ом. Внутреннее сопротивление токовой катушки ваттметра RI(РW)=1Ом. Внутреннее сопротивление катушки напряжения ваттметра RU(РW)= 103Ом. Активное сопротивление исследуемой катушки индуктивности R= 4 Ом.
Какая из представленных ниже схем замещения наиболее правильно отражает энергетические соотношения.
Варианты ответов :
-
Г
-
В
-
А
-
Б
Вопрос Т2.2
Чему равно произведение показаний вольтметра PV на входе и амперметра PA до резонанса напряжений ?
Варианты ответов :
-
Активной мощности выделяющейся на активном сопротивлении катушки.
-
Реактивной мощности катушки.
-
Полной мощности потребляемой схемой (цепью).
-
Реактивной мощности емкости
-
Суммарной реактивной мощности
Вопрос Т2.3
-
Какие из ниже приведенных формул неверны ?
A. - полное сопротивление цепи
Б - активное сопротивление катушки
В - активное сопротивление цепи
Г - активное сопротивление катушки
Д. - коэффициент мощности всей цепи;
Варианты ответов :
-
В и Д
-
А и Г
-
В и А
-
Аи Б
-
Б и Д
6 А и Д
Вопрос Т2.4
Как изменятся показания амперметра PА, если увеличить частоту питающей сети при резонансе в 2 раза , а индуктивность уменьшить в 4 раза ?
Варианты ответов :
-
Ток увеличится в 4 раза
-
Ток не измениться
-
Ток уменьшиться в 2 раза
-
Ток увеличится в √2 раз
Вопрос Т2.5
Как изменятся показания ваттметра PW, если произойдет короткое замыкание катушки индуктивности при резонансе?.
Варианты ответов :
-
Ваттметр покажет «0»
-
Показание ваттметра PW увеличиться в 2 раза
-
Показание не измениться
-
Показания ваттметра PW уменьшаться в Хс/R раз
-
-
Вопрос Т2.6 Дана цепь из 3-х последовательно соединенных элементов: катушка индуктивности с ХL=50Ом, емкости С =50 мкф и активного сопротивления с R=2 Ом. При резонансе падения напряжений на емкости и активном сопротивлении оказались равны. (показания вольтметров) При какой частоте имеет место резонанс напряжений ?
Варианты ответов :
-
ω=6,28·103 рад/с Ток не измениться
-
резонанс напряжений не возможен
-
ω=104 рад/с
-
ω=2784 рад/с
Вопрос Т2.6 Что показывает коэффициент мощности при резонансе напряжений ?.
Варианты ответов :
-
cos φ=XL/R
-
cos φ=Xc/R
-
cos φ=P/(S-QL )
-
cos φ=R/Z
- полное сопротивление цепи;
- полное сопротивление катушки;
- активное сопротивление цепи (катушки);
2. Записать выражение для тока, полного сопротивления и коэффициента мощности при резонансе напряжений.
3. В чем заключается явление резонанса напряжений и при каких условиях оно возникает?
4. Изменением каких параметров электрической цепи (см. рис.11.) можно получить резонанс напряжений?
5. С помощью каких приборов и по какому признаку можно судить о возникновении резонанса напряжений в электрической цепи?
6. Провести анализ построенных векторных диаграмм до и после резонанса напряжений и объяснить, в каком случае напряжение опережает ток, а в каком – отстает.
7. По схеме замещения исследуемой цепи проанализировать к чему приведет изменение активного сопротивления электрической цепи при резонансе напряжений.
8. Сохраняется ли резонанс напряжений, если изменить только напряжение питающей сети?
9. Объяснить ход кривых, полученных в этой работе.
10. Какую опасность для электрических устройств представляет резонанс напряжений? Где используется резонанс напряжений?
Задание18: Какие из приведенных формул расчета реактивной мощности в цепях переменного тока не верны?
Варианты ответов:
A) Q= ∑I2 XL +∑I2 XC
Б) Q= ∑I2 XL -∑I2 XC
В) Q= √S2 -P2
Г) Q= S -P
Задание19: Какие из приведенных формул расчета полной мощности в цепях переменного тока не верны?
Варианты ответов:
A) Ś = U·I
Б) S = ∑ Q +∑ P
В) S = √ Q 2 + P 2
Г) Ś = Ú·İ٭
Правильный ответ: Г,Д.
Задание20: Что показывает коэффициент мощности ?
Варианты ответов:
A) сдвиг фаз между током и напряжением ;
Б) сдвиг фаз между входным током и напряжением на реактивном элементе;
В) долю реактивной мощности в полной мощности;
Г) долю активной мощности в полной мощности.
Задание21: Дана 3-х фазная 3-х проводная цепь (рис 21) с прямой последовательностью фаз, в которой сопротивления лампочек равны сопротивлению конденсатора Хс=Rb=Rc . Какая из лампочек будет гореть ярче?
Варианты ответов:
А). Обе лампочки будут гореть одинаково ярко;