- •Кафедра электротехники и электрооборудования теоретические основы электротехники
- •Часть 2
- •Контрольные вопросы
- •I. Снятие вах катушки с ферромагнитным сердечником
- •II. Вах конденсатора
- •Параметров конденсатора
- •III. Вах феррорезонансной цепи
- •IV. Обработка опытных данных
- •Ряд Фурье для несинусоидального тока запишется:
- •Где .
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 3 ферромагнитный усилитель мощности
- •I. Семейство характеристик (вах) усилителя мощности
- •II. Характеристика вход-выход ферромагнитного усилителя мощности
- •III. Обработка экспериментальных данных
- •Магнитного усилителя
- •Цепь с выпрямителем
- •I. Вах полупроводникового диода
- •II. Однополупериодный выпрямитель
- •Выпрямителя
- •III. Обработка экспериментальных данных
- •Теоретические основы электротехники
- •Часть 2
- •654007, Г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42.
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Сибирский государственный индустриальный университет»
Кафедра электротехники и электрооборудования теоретические основы электротехники
Часть 2
Лабораторный практикум
по курсу “ Теоретические основы электротехники”
для направлений подготовки “Электроэнергетика и электротехника”
и “Электроника и наноэлектроника” всех форм обучения
Новокузнецк
2012
УДК 621/34(075)
Т
Рецензент
Кандидат технических наук,
профессор кафедры автоматизированного электропривода
и промышленной электроники СибГИУ
П. Н. Кунинин
Т Теоретические основы электротехники. Часть 2. Лабораторный практикум. /Сиб. гос. индустр. ун-т; сост.: М.В. Кипервассер, В.С. Князев, Е.С. Кузнецова: – Новокузнецк: СибГИУ, 2012. – 25 с., ил.
Содержит описание четырёх лабораторных работ по курсу «Теоретические основы электротехники, ч.2».
Практикум предназначен для студентов всех форм обучения направления подготовки «Электроэнергетика и электротехника» (140400) – профили подготовки «Электрооборудование и электрохозяйство предприятий, организаций и учреждений», «Электропривод и автоматика», «Электромеханика» и направления подготовки «Электроника и наноэлектроника» (210200) – профиль подготовки «Промышленная электроника»).
Лабораторная работа 1
ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА ПРИ РАЗРЯДКЕ КОНДЕНСАТОРА
Собрать электрическую цепь – рисунок 1.1 (без перемычки П).
Рисунок 1.1 – Цепь для исследования переходных
процессов при разрядке конденсатора
На схеме: QF-3 – выключатель синусоидального напряжения;
ТК – тиристорный коммутатор, имеет два входных зажима (4, 5) и три выходных зажима (1, 2, 3);
С – конденсатор ёмкостью 2 мкФ;
, L – параметры вариометра;
R1 – разрядный резистор (R1 = 550700 Ом – на стенде имеет фиксированное значение);
П – перемычка, выключающая вариометр из цепи
разрядки конденсатора;
ЭО – электронный осциллограф.
Включить осциллограф в сеть переменного тока (220В) и дать ему прогреться ( 20 мин).
Установить перемычку П. Включить QF-3 и подать на вход тиристорного коммутатора (ТК) синусоидальное напряжение ( 55В). Установить ручками осциллографа удобные фиксированные развёртки (регулируемые развёртки отключить!). Наблюдать на экране осциллографа кривую напряжения на конденсаторе при разрядке его на сопротивления R1. Зарисовать с экрана осциллографа на кальку закон изменения напряжения на конденсаторе (осциллограмма №1). Записать в таблицу 1.1 величину сопротивления разрядкиRизм= R1 (указано на стенде) и масштаб развёртки во времени .
Указания: 1) ручку горизонтальной развёртки осциллографа “X” “ВРЕМЯ/ДЕЛ” – “ПЛАВНО” установить в крайнее правое положение (по часовой стрелке до упора – положение “”), записать выбранное значение фиксированной развёртки по горизонтали . Масштаб времени для осциллограммы определится (одно деление шкалы осциллографа – 8 мм):;
2) масштаб напряжения для осциллограммы определится аналогично с учётом фиксированной развёртки по вертикали “Y” .
Примерный вид зависимости показан на рисунке 1.2.
Рисунок 1.2 – Разряд конденсатора на сопротивление
Выключить QF-3. Вместо сопротивления R1 в цепь разрядки конденсатора включить сопротивление R2 (;R2 = 400550 Ом – на стенде имеет фиксированное значение). Включить выключатель QF-3 и наблюдать на экране кривую напряжения на конденсаторе при разрядке его на сопротивление R2. Зарисовать на кальку закон изменения напряжения на конденсаторе (осциллограмма №2). Величину сопротивления разрядкиRизм = R2 (указано на стенде), масштабы времени и напряжения записать в таблицу 1.1.
По графикам зависимостей (осциллограммы №1 и №2) определить постоянные времени цепи разрядки . По точному значению ёмкости конденсатора С (указано на стенде), вычислить сопротивления цепей разрядкиRрасч и сравнить с фактическими (Rизм):
Результаты расчёта для режимов внести в таблицу 1.1.
Таблица 1.1 – Результаты измерений и вычислений в цепи
разрядки конденсатора на сопротивление
Сопротивление цепи разрядки |
Результаты измерений |
Результаты расчёта | ||||
Rизм, Ом |
С, мкФ |
mt , |
mU , |
, мс |
Rрасч , Ом | |
R1 |
|
|
|
1,25 |
|
|
R2 |
|
|
|
Выключить QF-3. Убрать перемычку П с катушки индуктивности. Установить перемычку П на сопротивление R2 – получаем режим разрядки конденсатора на катушку индуктивности при R2 = 0. Включить QF-3 и наблюдать на экране кривую переходного напряжения на конденсаторе при разрядке его на катушку индуктивности. Индуктивность вариометра (поворотом подвижной катушки) установить в одно из крайних положений, когда имеем . При этом положении будет наименьший период затухающих колебаний Т и наибольший коэффициент затухания периодического переходного процесса. Примерный вид зависимости показан на рисунке 1.3.
Зарисовать на кальку закон изменения напряжения на конденсаторе при периодическом (колебательном) разряде – осциллограмма №3. Значения ёмкости С, разрядного сопротивления Rизм и выбранный масштаб времени внести в таблицу 1.2.
Указания: 1) сопротивление цепи разрядки конденсатора равно омическому сопротивлению вариометра Rизм = Rk (Rk = 2850 Ом – указано на вариометре);
2) точное значения ёмкости С указано на стенде.
Рисунок 1.3 – Периодический разряд конденсатора
Таблица 1.2 – Результаты измерений и расчёта параметров
периодического разряда конденсатора
Результаты измерений |
Результаты расчёта | |||||||
С, мкФ |
Rизм , Ом |
mt, |
Т , мс |
, |
, |
0 , |
L, мГн |
Rрасч, Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По графику зависимости (осциллограмма №3) определить период затухающих колебаний Т/ (с учётом масштаба времени осциллограммы), частоту затухающих колебаний , коэффициент затухания переходного процесса (на основе логарифмического декремента колебанийосциллограммы), частоту незатухающих колебаний процесса0, значение индуктивности вариометра L, величину сопротивления цепи разрядки конденсатора Rрасч :
Результаты расчета параметров процесса внести в таблицу 1.2.
Выключить QF-3. Не изменяя индуктивность вариометра, включить в цепь разрядки фиксированное сопротивление R2 (убрать перемычку П). Включить QF-3 и наблюдать на экране закон изменения напряжения на конденсаторе при предельном апериодическом процессе разрядки: сопротивление цепи разрядки будет равно критическому сопротивлению цепи: Rизм = Rкр = R2 + Rк. Зарисовать на кальку осциллограмму напряжения на конденсаторе при предельном апериодическом разряде конденсатора (осциллограмма №4). Примерный вид зависимости показан на рисунке 1.4. Определить для осциллограммы №4 значение сопротивления цепи разрядкиRизм, масштабы времени и напряжения (см. указания к пункту 3). Полученные значения записать в таблицу 1.3.
Подключив вертикальный вход осциллографа (зажимы “Y”) к разрядному сопротивлению R2, получить на экране осциллографа кривую изменения тока в цепи разрядки . Зарисовать зависимостьс экрана на кальку (осциллограмма №5) – рисунок 1.4. Масштабы времени и напряжения процесса сохранить (таблица 1.3).
По известным параметрам процесса разрядки, величинам ёмкости конденсатора С и индуктивности L вариометра (таблица 1.2) рассчитать значения масштаба тока для осциллограммы №5, критическое сопротивление цепи и сравнить его с фактическим значением:
; .
Рисунок 1.4 – Осциллограммы предельного апериодического
разряда конденсатора
Таблица 1.3 – Результаты измерений и расчёта при предельном апериодическом разряде конденсатора
Результаты измерений |
Результаты расчёта | |||
Rизм , Ом |
mt ,
|
mu ,
|
m i ,
|
Rкр , Ом |
|
|
1, 25 |
|
|