- •Кафедра электротехники и электрооборудования теоретические основы электротехники
- •Часть 1
- •Лабораторная работа 1 исследование цепи синусоидального тока
- •I Электрическая цепь с последовательным соединением элементов
- •II Цепь с параллельным соединением приёмников
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 2 резонансные явления в электрической цепи
- •I Последовательный резонансный контур
- •II. Параллельный резонансный контур
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 3 исследование цепей переменного тока с индуктивно связанными катушками
- •I Определение параметров катушек и их взаимной
- •Индуктивности
- •Катушек индуктивности
- •II Последовательное соединение индуктивно связанных катушек
- •III Параллельное соединение индуктивно связанных катушек
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 4.
- •II Нахождение коэффициентов четырёхполюсника на основании опытов холостого хода (хх) и короткого замыкания (кз)
- •III Работа четырёхполюсника при нагрузке
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 5 Исследование цепи трехфазного тока при соединении нагрузки звездой.
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 6 Исследование цепи трехфазного тока при соединении нагрузки треугольником.
- •Контрольные вопросы
- •Библиографический список
- •Теоретические основы электротехники
- •Часть I
- •654007, Г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42.
III Работа четырёхполюсника при нагрузке
1. Собрать электрическую цепь – рисунок 4.4.
Рисунок 4.4 – Четырёхполюсник с нагрузкой
На схеме: RH – реостат сопротивлением 100 150 Ом.
Установить регулятор напряжения в нулевое положение (против часовой стрелки до упора).
Включить питание электроприборов (QF-1).
4. Включить источник синусоидального напряжения (QF-3) и
подать РН на вход электрической цепи напряжение . Показания приборов внести в таблицу 4.4.
Таблица 4.4 – Результаты измерений и расчётов в цепи
четырёхполюсника с нагрузкой
Результаты измерений |
Rн,
Ом |
Р2,
Вт | ||||
U1 , В |
I1 , А |
Р1 , Вт |
U2 , В |
I2 , А | ||
|
|
|
|
|
|
|
Найти активное сопротивление нагрузки Rн и активную мощность на выходе Р2. Результаты расчёта внести в таблицу 4.4.
На основании уравнения четырёхполюсника в А – форме:
и по найденным коэффициентам четырёхполюсника (I пункт 6) рассчитать комплексные токи на входе и выходе четырёхполюсника, считая заданными: сопротивление нагрузки Rн и входное напряжение (таблица 4.4). Фазу напряжения принять равной нулю:
Построить в масштабе на комплексной плоскости по результатам расчёта векторную диаграмму токов и топографическую диаграмму напряжений для цепи с нагрузкой (рисунок 4.4):
8. Определить активную мощность на входе четырёхполюсника P1 и коэффициент полезного действия четырёхполюсника:
.
Контрольные вопросы
1. Какой элемент цепи называется четырёхполюсником?
2. Какие четырёхполюсники называются симметричными?
3. Какое условие должно выполняться для симметричного четырёхполюсника?
4. Записать уравнение четырехполюсника в А - форме записи.
5. Как связаны между собой коэффициенты четырёхполюсника?
6. Как можно определить коэффициенты четырехполюсника?
7. Какую размерность имеют коэффициенты A, B, C, D?
8. Почему в опытах холостого хода угол сдвига фаз берётся отрицательным ( < 0)?
9. Как по любым трем известным комплексным сопротивлениям для опытов Z 1Х , Z 1К , Z 2Х , Z 2К вычислить четвёртое?
Лабораторная работа 5 Исследование цепи трехфазного тока при соединении нагрузки звездой.
1. Собрать электрическую цепь – рисунок 5.1 (без перемычки П).
Рисунок 5.1 – Трёхфазная цепь при соединении звездой
На схеме: QF-3 – автоматический выключатель трёхфазный; ,,–амперметры, измеря-
ющие линейные токи трёхфазной цепи;
–амперметр тока в нулевом проводе;
, , – вольтметры, измеря-
ющие фазные напряжения приёмника;
–вольтметр, измеряющий напряжение
между нулевыми точками;
П –перемычка, подключает в схеме нулевой провод.
2. Включить питание электроприборов (QF-1).
3. Установить перемычку П (имеем схему с нулевым проводом). Включить источник напряжения (QF-3). Реостатами выставить симметричную активную нагрузку по равенству значений амперметров (линейные токи ). Показания электроприборов внести в таблицу 5.1 (пункт 1).
4. Выключить схему выключателем QF-3. Убрать перемычку П (выключить нулевой провод - схема без нулевого провода). Включить QF-3 и записать показания приборов в таблицу 5.1 (пункт 2).
5. Выключить схему выключателем QF-3. Сделать разрыв в фазном проводе фазы “A” (в точке "а" схемы). Включить QF-3 и записать показания приборов в таблицу 5.1 (пункт 3).
6. Выключить схему выключателем QF-3. Восстановить схему электрической цепи (устранить разрыв в точке "а"). Включить QF-3, изменяя величину сопротивления R1 , для двух различных значений (несимметричная активная нагрузка) записать показания приборов в таблицу5.1 (пункты 4, 5).
7. Вывести сопротивление реостата R1 до нуля (короткое замыкание фазы “A” – КЗ). Результаты измерений внести в таблицу 5.1 (пункт 6).
8. Выключить схему выключателем QF-3. Заменить реостат R1 в фазе “A” одной из катушек индуктивности вариометра. Включить QF-3 и записать показания приборов в таблицу 5.1 (пункт 7).
9. Выключить схему выключателем QF-3. Заменить вариометр в фазе “A” конденсатором ёмкостью мкФ.Включить QF-3 и записать показания приборов в таблицу 5.1 (пункт 8).
10. Выключить схему выключателем QF-3. Установить перемычку П (имеем схему электрической цепи с нулевым проводом при включенном в фазу “А” конденсатором емкостью мкФ).Включить QF-3 и записать показания приборов в таблицу 5.1 (пункт 9).
11. Для симметричной нагрузки (пункты 1, 2) найти значение линейного напряжения трёхфазного источника:
.
12. Построить для всех режимов трёхфазной цепи (пункты 1 – 9) в масштабе топографические векторные диаграммы фазных напряжений источника и приёмника (методом засечек), векторные диаграммы линейных токов. Для режима с нейтральным проводом (пункт 9) графически определить значение тока в нулевом проводе и сравнить полученное значение тока со значением в эксперименте (таблица 5.1).
Таблица 5.1 – Результаты измерений в трехфазной цепи
№ |
Режим работы цепи |
IA, А |
IB, А |
IC, А |
Uа, В |
Ub, В |
Uc, В |
UnN, В |
IN, A | ||
1 |
Нагрузка симметричная
|
С нулевым проводом |
Активная |
|
|
|
|
|
|
– |
|
2 |
Без нулевого провода |
Активная |
|
|
|
|
|
|
|
– | |
3 |
Несимметричная нагрузка |
Без нулевого провода |
R1 = |
|
|
|
|
|
|
|
– |
4 |
R1 = R1-1 |
|
|
|
|
|
|
|
– | ||
5 |
R1 = R1-2 |
|
|
|
|
|
|
|
– | ||
6 |
R1 = 0 |
|
|
|
|
|
|
|
– | ||
7 |
Вариометр в фазе “A” |
|
|
|
|
|
|
|
– | ||
8 |
Конденсатор в фазе “A” |
|
|
|
|
|
|
|
– | ||
9 |
С нулевым проводом |
Конденсатор в фазе “A” |
|
|
|
|
|
|
– |
|