- •1. Предварительные теоретические сведения 209
- •1. Предварительные теоретические сведения 228
- •Лабораторные работы по курсу «электротехника» общие методические указания к лабораторным работам
- •2.2. Электрические цепи с активным сопротивлением, индуктивностью и ёмкостью
- •2.3. Последовательное соединение элементов с параметрами r, l, с
- •3. Лабораторная установка
- •4. Программа работы
- •4.1. Экспериментальная часть
- •4.2. Обработка результатов эксперимента
- •Вычислить полное сопротивление по формуле: .
- •5. Контрольные вопросы
- •2.2. Повышение коэффициента мощности в электрических цепях переменного тока
- •3. Лабораторная установка
- •4. Программа работы
- •4.1. Экспериментальная часть
- •4.2. Обработка результатов эксперимента
- •5. Контрольные вопросы
- •2.2. Соединение приёмников по схеме четырёхпроводная звезда
- •2.3 Режимы работы трёхфазной цепи, соединённой по схеме четырёхпроводная звезда
- •2.3.1. Режим симметричной нагрузки
- •2.3.2. Режим изменения тока одной фазы
- •2.3.3. Режим несимметричной нагрузки
- •2.3.4. Режим равномерно-разнородной нагрузки
- •2.3.5. Режим обрыва одной фазы
- •2.4. Соединение приёмников по схеме трёхпроводная звезда
- •2.4.1. Режим симметричной нагрузки
- •2.4.2. Режим изменения сопротивления одной фазы
- •2.4.3. Режим несимметричной нагрузки
- •2.4.4. Режим равномерно-разнородной нагрузки
- •2.4.5. Режим обрыва одной фазы
- •2.4.6. Режим короткого замыкания фазы
- •3. Лабораторная установка
- •4. Программа работы
- •4.1. Экспериментальная часть
- •4.2. Обработка результатов эксперимента
- •5. Контрольные вопросы
- •Трехфазной цепи
- •2.2.Трехпроводная цепь. Соединение приемников по схеме «треугольник»
- •2.3. Режимы работы трехфазной цепи, соединенной по схеме «треугольник»
- •2.3.1. Режим симметричной нагрузки
- •При симметричной нагрузке
- •2.3.2. Режим изменения тока одной фазы
- •При изменении тока одной фазы для случая
- •2.3.3. Режим несимметричной нагрузки
- •При несимметричной нагрузке для случая
- •2.3.4. Режим обрыва одной фазы
- •При обрыве фазы bc
- •2.3.5. Режим обрыва линейного провода
- •Линейного провода b-b
- •При обрыве линейного провода b-b
- •2.3.6. Режим равномерно-разнородной нагрузки
- •3. Лабораторная установка
- •4. Программа работы
- •4.1. Экспериментальная часть
- •4.2. Обработка результатов эксперимента
- •5. Контрольные вопросы
- •2.2. Приборы магнитоэлектрической системы
- •2.3. Приборы электромагнитной системы
- •2.4. Приборы электродинамической и ферродинамической системы
- •2.5. Измерение тока в цепях постоянного тока
- •2.6. Измерение напряжения в цепях постоянного тока.
- •2.7. Измерение тока в цепях переменного тока
- •2.8. Расширение пределов измерения вольтметров в цепях переменного тока
- •2.9. Измерение мощности в цепях постоянного и переменного тока.
- •3. Лабораторная установка
- •5. Контрольные вопросы
- •VI. Лабораторная работа № 6. Исследование электрической цепи синусоидального тока при последовательном соединении активного, индуктивного и емкостного сопротивлений в режиме резонанса напряжений
- •1. Цель работы
- •2. Предварительные теоретические сведения
- •2.1. Общие положения и определения.
- •3. Лабораторная установка
- •4. Программа работы
- •4.1. Экспериментальная часть
- •4.2. Обработка результатов эксперимента
- •6. Контрольные вопросы
- •VII. Лабораторная работа № 7. Исследование электрической цепи синусоидального тока при параллельном соединении активного, индуктивного и емкостного сопротивлений в режиме резонанса токов
- •1. Цель работы
- •2. Предварительные теоретические сведения
- •2.1. Общие положения и определения.
- •3. Лабораторная установка
- •4. Программа работы
- •4.1. Экспериментальная часть
- •4.2. Обработка результатов эксперимента
- •5. Контрольные вопросы
- •2.2. Режимы работы трансформатора
- •2.3. Внешняя характеристика трансформатора
- •3. Лабораторная установка
- •4. Программа работы
- •4.1. Экспериментальная часть
- •4.2. Обработка результатов эксперимента
- •Экспериментальные данные характеристики холостого хода Таблица 8.1
- •Экспериментальные данные опыта холостого хода Таблица 8.2
- •Данные нагрузочного режима при активной нагрузке () Таблица 8.3
- •Экспериментальные данные внешней характеристики при ёмкостной нагрузке (); Таблица 8.4
- •5. Контрольные вопросы
- •Практические занятия по курсу «электротехника» общие методические указания к практическим занятиям
- •IX. Практическое занятие №1. Расчет электрических цепей с использованием законов Ома и Кирхгофа
- •1. Вопросы для подготовки к занятиям
- •2. Расчет цепи с одним источником питания
- •2.1. Анализ и решение задачи 1
- •2.2. Дополнительные вопросы к задаче 1.
- •3. Расчет сложных цепей при помощи уравнений Кирхгофа
- •3.1. Анализ и решение задачи 2
- •3.2. Дополнительные вопросы к задаче 2
- •4. Самостоятельная работа студента
- •X. Практическое занятие №2. Методы расчета сложных цепей
- •1. Вопросы для подготовки к занятиям
- •2. Расчет цепи методом узлового напряжения
- •2.1. Анализ и решение задачи 1
- •2.2. Дополнительные вопросы к задаче 1
- •3. Расчет цепей методом эквивалентного генератора
- •3.1. Анализ и решение задачи 2
- •3.2. Дополнительные вопросы к задаче 2
- •4. Самостоятельная работа студента
- •XI. Практическое занятие №3. Расчет цепи переменного тока с последовательным соединением элементов
- •1. Вопросы для подготовки к занятиям
- •2. Расчет электрических параметров цепи
- •2.1. Анализ и решение задачи 1
- •3. Расчет цепи методом комплексных чисел
- •3.1. Дополнительные вопросы к задаче 1
- •4. Определение параметров потребителя по опытным данным
- •4.1. Анализ и решение задачи 2
- •4.2. Дополнительные вопросы к задаче 2
- •4. Самостоятельная работа студента
- •XII. Практическое занятие №4. Расчет сложных цепей переменного тока
- •1. Вопросы для подготовки к занятиям
- •2. Расчет цепи с параллельным соединением элементов
- •2.1. Анализ и решение задачи 1
- •2.2. Дополнительные вопросы к задаче 1
- •3. Расчет разветвленной электрической цепи
- •3.1. Анализ и решение задачи 2
- •3.2. Дополнительные вопросы к задаче 2
- •4. Самостоятельная работа студента
- •XIII. Практическое занятие №5. Магнитные и нелинейные цепи
- •1. Вопросы для подготовки к занятиям
- •2. Примеры решения прямой и обратной задачи для магнитных цепей
- •3. Самостоятельная работа студента
- •XIV. Практическое занятие №6. Расчет трехфазных цепей при соединении потребителей звездой и треугольником
- •1. Вопросы для подготовки к занятиям
- •2. Расчет цепей при соединении источников и потребителей звездой
- •2.1. Анализ и решение задачи 1
- •2.2. Дополнительные вопросы к задаче 1
- •3. Расчет цепей при соединении треугольником
- •3.1. Анализ и решение задачи 2
- •3.2. Дополнительные вопросы к задаче 2
- •3.3. Анализ и решение задачи 3
- •3.4. Дополнительные вопросы к задаче 3
- •4. Самостоятельная работа студента
- •Контрольные работы по курсу «электротехника» общие методические указания к контрольным работам
- •XV. Контрольная работа №1. Расчёт разветвлённой электрической цепи синусоидального тока постановка задачи
- •1. Предварительные теоретические сведения
- •1.1. Последовательное соединение активных и реактивных элементов
- •1.2. Векторная диаграмма напряжений для неразветвленной цепи
- •1.3. Проводимости и их связь с сопротивлениями
- •1.4 Общий случай разветвленной цепи
- •2. Расчет цепи синусоидального тока со смешанным соединением элементов
- •2.1 Содержание домашнего задания
- •2.2 Пример расчета электрической цепи со смешанным соединением элементов
- •XVI. Контрольная работа №2. Расчёт трёхфазной электрической цепи синусоидального тока постановка задачи
- •1. Предварительные теоретические сведения
- •1.1. Общие положения и определения
- •1.2. Соединение фаз приемников схеме четырехпроводная звезда
- •1.3. Соединение фаз приемника по схеме «треугольник»
- •1.4. Мощность трехфазной цепи
- •2. Расчет трехфазной электрической цепи
- •2.1. Содержание домашнего задания
- •2.2. Пример расчета трехфазной электрической цепи
- •XVII. Вопросы к тестам по курсу «электротехника» общие методические указания к тестовым заданиям
- •Литература
- •Приложения
2.2. Пример расчета трехфазной электрической цепи
Рассмотрим порядок расчета трехфазной электрической цепи на примере цепи, изображенной на рис. 146.
Рисунок 146. Принципиальная электрическая схема расчётной цепи
Расчет заданной электрической цепи производится графоаналитическим методом в следующем порядке:
Вычисляем токи для электрической цепи, соединенной по схеме четырехпроводная звезда:
-
Полное сопротивление фазы «А»:
(Ом).
-
Полное сопротивление фазы «В»:
(Ом).
-
Полное сопротивление фазы «С»:
(Ом).
-
Коэффициент мощности фазы «А»:
°.
Примечание. Угол - положительный, т.к. нагрузка носит активно-индуктивный характер, и ток отстает по фазе от напряжения.
-
Коэффициент мощности фазы «В»?
°.
Примечание. Угол - отрицательный, т.к. нагрузка носит активно-емкостный характер, и ток опережает по фазе напряжение.
-
Коэффициент мощности фазы «С»:
°.
Примечание. Угол - положительный, т.к. нагрузка носит чисто индуктивный характер (), и ток отстает по фазе от напряжения.
-
Ток фазы «А»:
А.
Примечание. Для схемы четырёхпроводная звезда, независимо от режима работы, фазные и линейные напряжения связаны соотношением:
.
-
Ток фазы «В»:
А.
-
Ток фазы «С»:
А.
-
Для определения тока в нейтральном проводе строим векторную диаграмму токов в следующем порядке:
-
строим векторы фазных напряжений. За базовый вектор принимаем вектор напряжения , тогда согласно (16.1) вектор фазного напряжения будет отставать от вектора на угол 120°, а вектор будет отставать от вектора также на угол 120° (рис. 147);
Рисунок 147. Векторная диаграмма токов и напряжений для схемы четырёхпроводная звезда
-
вектор линейного напряжения согласно (16.2) проводим из конца вектора в конец вектора , вектор линейного напряжения - из конца вектора в конец вектора , вектор линейного напряжения - из конца вектора в конец вектора ;
-
нагрузка в фазе «А» носит активно-индуктивный характер, поэтому вектор тока будет отставать на угол от вектора напряжения (угол откладываем по часовой стрелке по отношению к вектору напряжения );
-
нагрузка в фазе «В» носит активно-емкостный характер, поэтому вектор тока будет опережать напряжение на угол (угол откладываем против часовой стрелки по отношению к вектору напряжения );
-
нагрузка в фазе «С» носит чисто индуктивный характер, поэтому вектор тока будет отставать на угол от вектора напряжения (угол откладываем по часовой стрелке по отношению к вектору напряжения );
-
вектор тока в нейтральном проводе (16.6) равен геометрической сумме векторов фазных токов. Для этого из конца вектора тока строим вектор , из конца вектора строим вектор . Результирующим вектором будет вектор, проведенный из начала вектора в конец вектора . В результате этих построений определяем значение тока в нейтральном проводе:
=14,4 А
Вычисляем токи для электрической цепи, соединенной по схеме «треугольник»:
-
Полное сопротивление фазы «АВ»:
(Ом).
-
Полное сопротивление фазы «ВС»:
(Ом).
-
Полное сопротивление фазы «СА»:
(Ом).
-
Коэффициент мощности фазы «АВ»:
, °.
-
Коэффициент мощности фазы «ВС»:
°.
-
Коэффициент мощности фазы «СА»:
, °.
-
Ток фазы «АВ»:
(А).
-
Ток фазы «ВС»:
(А).
-
Ток фазы «СА»:
(А).
-
Для определения линейного тока строим векторную диаграмму фазных токов для схемы «треугольник». Построение векторной диаграммы производится в следующем порядке (рис. 148):
-
строим треугольник линейных напряжений (см. п. 10);
-
нагрузка в фазе «АВ» (рис. 146) носит активно-емкостный характер, поэтому вектор фазного тока будет опережать вектор линейного напряжения на угол 45° (угол откладываем против часовой стрелки по отношению к вектору );
-
нагрузка в фазе «ВС» носит чисто емкостный характер (), поэтому вектор фазного тока будет опережать вектор линейного напряжения на угол 90° (угол откладываем против часовой стрелки по отношению к вектору );
Рисунок 148. Векторная диаграмма токов и напряжений для схемы «треугольник»
-
нагрузка в фазе «СА» носит активно-индуктивный характер, поэтому вектор фазного тока будет отставать от вектора линейного напряжения на угол 26° (угол откладываем по часовой стрелке по отношению к вектору );
-
согласно (16.9) вектор линейного тока будет равен:
.
Для построения вектора из конца вектора строим вектор «-», параллельно вектору , имеющему такую же длину, но обратное направление. Вектор строится из начала вектора в конец вектора «-». Тогда значение линейного тока будет равно:
=3,2 (А).
-
Вектор линейного тока строим согласно (16.9)
.
Для этого из конца вектора строим вектор «-», параллельно вектору , имеющему такую же длину, но обратное направление. Вектор строится из начала вектора в конец вектора «-». Тогда значение линейного тока будет равно:
=17 (А).
-
Вектор линейного тока строим согласно (16.9)
.
Для этого из конца вектора строим вектор «-» параллельно вектору , имеющему такую же длину, но обратное направление. Вектор строится из начала вектора в конец вектора «-». Тогда значение линейного тока будет равно:
=22 (А).
Вычисляем линейные токи в неразветвленной части цепи графическим методом с помощью векторных диаграмм.
Рисунок 149. Векторная диаграмма линейных токов
Для этого на рис. 149 представлена векторная диаграмма фазных токов , , для схемы «звезда» и линейных токов , , для схемы «треугольник»
-
Согласно первому закону Кирхгофа ток в неразветвленной части цепи будет равен:
.
Для определения этого тока из конца вектора строим вектор . Результирующий ток строим из начала вектора в конец вектора . Величина этого тока равна:
=9,96 (А).
-
Аналогично определить и ток :
.
=23,82 (А).
-
Ток также определяется согласно уравнению:
.
=18,94 (А).
-
Вычисляем активную мощность, потребляемую фазами приемников и всей электрической цепью:
Вт,
Вт,
(Вт),
(Вт),
(Вт),
(Вт),
(Вт).
-
Вычисляем реактивную мощность, потребляемую фазами приемников и всей электрической цепью:
(ВAр),
(ВAр),
(ВAр),
(ВAр),
(ВAр),
(ВAр),
(Вар).
-
Вычисляем полную или кажущуюся мощность всей цепи:
(BA).
Варианты исходных данных Таблица 16.1
Параметры приёмников трёхфазной цепи |
||||||
№ варианта |
Цепь «звезда» |
Цепь «треугольник» |
||||
фаза А |
фаза В |
фаза С |
фаза АВ |
фаза ВС |
фаза СА |
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 |
R1C1 R1L1 R1C1 R1L1 R1C1 R1L1 R1L1 R1L1 L1C1 L1C1 L1C1 L1C1 R1C1 L1C1 L1C1 R1C1 R1L1 L1C1 R1L1 L1C1 L1C1 R1L1 R1C1 R1C1 R1C1 R1C1 R1C1 L1C1 L1C1 R1C1 R1L1 L1C1 R1L1 L1C1 L1C1 R1L1 R1C1 R1C1 R1C1 R1C1 R1L1 R1C1 R1L1 R1C1 R1L1 R1L1 R1L1 L1C1 L1C1 L1C1 L1C1 R1C1 R1C1 L1C1 L1C1 R1C1 R1L1 L1C1 R1L1 L1C1 L1C1 R1L1
|
R1L1 R1C1 R1L1 R1C1 R1L1 R1L1 R1L1 R1L1 L1C1 L1C1 L1C1 R1C1 L1C1 R1C1 R1C1 L1C1 L1C1 R1L1 L1C1 R1L1 R1L1 L1C1 R1C1 R1C1 R1C1 L1C1 L1C1 R1C1 R1C1 L1C1 L1C1 R1L1 L1C1 R1L1 R1L1 L1C1 R1C1 R1C1 R1C1 R1L1 R1C1 R1L1 R1C1 R1L1 R1L1 R1L1 R1L1 L1C1 L1C1 L1C1 R1C1 L1C1 L1C1 R1C1 R1C1 L1C1 L1C1 R1L1 L1C1 R1L1 R1L1 L1C1
|
L1C1 R1C1 R1C1 R1L1 R1L1 L1C1 R1C1 R1L1 R1C1 R1L1 L1C1 L1C1 R1L1 R1C1 R1L1 L1C1 R1C1 L1C1 R1L1 R1C1 R1L1 L1C1 L1C1 R1C1 R1L1 R1C1 R1L1 R1C1 R1L1 L1C1 R1C1 L1C1 R1L1 R1С1 R1L1 L1C1 L1C1 R1C1 R1L1 L1C1 R1C1 R1C1 R1L1 R1L1 L1C1 R1C1 R1L1 R1C1 R1L1 L1C1 L1C1 R1C1 R1L1 R1C1 R1L1 L1C1 R1C1 L1C1 R1L1 R1C1 R1L1 L1C1
|
R2L2 R2C2 R2L2 R2C2 R2L2 R2C2 R2L2 R2L2 R2L2 L2C2 L2C2 R2C2 L2C2 L2C2 R2C2 R2L2 L2C2 R2L2 L2C2 L2C2 R2L2 R2C2 R2C2 R2C2 R2L2 L2C2 L2C2 R2L2 R2C2 L2C2 R2L2 L2C2 L2C2 R2L2 R2C2 R2C2 R2C2 R2L2 R2C2 R2L2 R2C2 R2L2 R2C2 R2L2 R2L2 R2L2 L2C2 L2C2 L2C2 L2C2 L2C2 L2C2 R2C2 R2L2 L2C2 R2L2 L2C2 L2C2 R2L2 R2C2 R2C2 R2C2
|
R2C2 R2L2 R2C2 R2L2 R2C2 R2L2 R2L2 R2L2 R2L2 L2C2 L2C2 L2C2 R2C2 R2C2 L2C2 L2C2 R2L2 L2C2 R2L2 R2L2 L2C2 R2C2 R2C2 R2C2 R2C2 R2C2 R2C2 L2C2 L2C2 R2L2 L2C2 R2L2 R2L2 L2C2 R2C2 R2C2 R2C2 R2C2 R2L2 R2C2 R2L2 R2C2 R2L2 R2L2 R2L2 R2L2 L2C2 L2C2 L2C2 R2C2 R2C2 R2C2 L2C2 L2C2 R2L2 L2C2 R2L2 L2C2 R2C2 R2C2 R2C2 L2C2
|
L2C2 L2C2 R2C2 R2C2 R2L2 R2L2 L2C2 R2C2 R2L2 R2C2 R2L2 R2C2 R2C2 R2L2 L2C2 R2C2 L2C2 R2L2 R2C2 R2L2 L2C2 L2C2 R2C2 R2L2 L2C2 R2C2 R2L2 L2C2 R2C2 L2C2 R2L2 R2C2 R2L2 L2C2 L2C2 R2C2 R2L2 L2C2 L2C2 R2C2 R2C2 R2L2 R2L2 L2C2 R2C2 R2L2 R2C2 R2L2 L2C2 L2C2 R2C2 R2L2 L2C2 R2C2 L2C2 R2L2 R2C2 R2L2 L2C2 L2C2 R2C2 R2L2
|
Исходные параметры схемы Таблица 16.2
R1, Ом |
XL1, Ом |
XC1, Ом |
R2, Ом |
XL2, Ом |
XC2, Ом |
20 |
40 |
20 |
40 |
20 |
40 |
(В), (В) |