Электротехника практическая: Практические работы по электротехнике и элеткронике – Учебно-методическое пособие по теме: Лабораторные работы по электротехнике

Содержание

Практические работы по электротехнике и элеткронике

Министерство образования и науки Самарской области

государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования Самарский техникум авиационного и промышленного машиностроения им. Д.И. Козлова.

Методические указания

по выполнению практических работ

по дисциплине

Электротехника и электроника

для студентов

2

Курса

Специальности:

Технология машиностроения

2012г.

Рассмотрено:

На заседании ПЦК общепрофессиональных дисциплин

Председатель ___________Г.В. Муракова

Утверждаю:

Зам. Директора по УР

_____________Н.В. Кривчун

Разработчик А. С. Губарь преподаватель ГБОУ СПО СТАПМ им.

Д. И. Козлова

Рецензент:______________________________

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Дисциплина «Электротехника и электроника» является общепрофессиональной для специальности «Технология машиностроения».

Программа дисциплины составлена с учетом связи с другими дисциплинами учебного плана и рассчитана на знание студентами физики и математики в объеме средней школы.

Студенты должны использовать прогрессивную методику экспериментов с применением вычислительной техники и микроэлектроники. Развитие техники связи происходит быстро, поэтому теоретическая подготовка по электротехнике и электронике должна осуществляться с общих позиций, которые остаются справедливыми при появлении новых технических решений и инженерных устройств.

Для лучшего усвоения материала, закрепления знаний и умений на уроках проводятся практические работы , которые представлены в данных методических рекомендациях.

Раздел 1

Тема 1.1 Электрическое поле

Электрический заряд, закон Кулона, характеристики электрического поля, проводники и диэлектрики. Электрическая емкость, конденсаторы, способы соединения конденсаторов

Вопросы для самоконтроля по теме:

Закон сохранения заряда

Закон Кулона

Электрическое поле , напряженность электрического поля

Принцип суперпозиции полей

Работа сил электростатического поля

Проводники и диэлектрики

Конденсаторы

Энергия заряженного конденсатора

Раздел 2

Тема 2.1.Физические процессы в электрических цепях постоянного тока

Проводники в электрическом поле. Электростатическая индукция. Электропроводность проводников. Диэлектрики в электрическом поле. Электрические свойства диэлектриков: поляризация, электропроводность, электрическая прочность, пробой, диэлектрические потери. Электрический ток в вакууме. Свойства полупроводников: собственная и примесная проводимость полупроводников. Полупроводники р-типа, n-типа, ВАХ р-n-перехода

Вопросы для самоконтроля по теме:

Проводники (классификация и применение)

— Диэлектрики (классификация и применение)

— Полупроводники (классификация и применение)

— Проводники и диэлектрики в электрическом поле

— Собственная и примесная проводимость полупроводников

Тема 2.2.Электрические цепи. Элементы электрических цепей

Электрическая цепь, элементы электрической цепи, классификация электрических цепей. Электрические схемы: структурные, принципиальные, электрические, монтажные, чтение электрических схем. Преобразование электрической энергии в другие виды энергии. Источник ЭДС, электродвижущая сила источника, понятие идеального, реального источников ЭДС. Устройство, принцип работы генератора постоянного тока. Схема замещения реального источника ЭДС и приемника электрической нагрузки. Закон Ома для замкнутой (полной) цепи, закон Ома для участка цепи. Энергия, мощность, баланс мощности и коэффициент полезного действия. Закон Джоуля – Ленца.

Режимы работы электрической цепи, режимы работа источников ЭДС. Электрическая цепь с изменяющейся нагрузкой. Потери напряжения в проводах. Понятие пассивных и активных элементов электрических цепей, двух-, четырехполюсники

Вопросы для самоконтроля по теме

— Электрическая цепь

— преобразование электрической энергии в другие виды энергии

— Устройство и принцип работы генератора постоянного тока

— Закон Ома для участка и для полной цепи

— Режимы работы электрической цепи

— Закон Джоуля –Ленца

— Потери в электрических цепях

Тема 2.3 Методы расчета и измерения основных параметров электрических цепей

Цели и задачи расчета электрических цепей. Неразветвленная электрическая цепь. Потенциальная диаграмма неразветвленной электрической цепи. Метод наложения токов. Второй закон кирхгофа. Схемы соединения элементов электрических цепей. Понятие эквивалентного сопротивления. Первый закон Кирхгофа. Методы расчета электрических цепей. Приборы для измерения напряжения, тока и мощности, схемы включения измерительных приборов.

Вопросы для самоконтроля по теме:

— Последовательное, параллельное и смешанное соединение резисторов

— Первый закон Кирхгофа

— Второй закон Кирхгофа

— Метод эквивалентных преобразований схем

— Метод узловых и контурных уравнений

— Метод наложения токов

Раздел 3

Тема 3.1 Магнитное поле

Магнитное поле. Закон Ампера. Сила взаимодействия двух параллельных проводников с током. Абсолютная магнитная проницаемость, магнитная проницаемость.

Проводник с током в магнитном поле. Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле Характеристики магнитного поля. Магнитная индукция. Магнитный поток. Магнитное потокосцепление: собственное и взаимное. Индуктивность, индуктивность собственная и взаимная. Коэффициент магнитной связи. Индуктивность катушки, двухпроводной линии. Напряженность магнитного поля. Закон полного тока. Энергия магнитного поля катушки с током.

Вопросы для самоконтроля по теме:

— Закон Ампера (формулировка и формула)

— Сила взаимодействия двух проводников с током

— Магнитная проницаемость

— Магнитная индукция

— Магнитный поток

— Закон полного тока

Тема 3.2 Магнитные цепи

Магнитные цепи: классификация магнитных цепей, цели и задачи расчета магнитных цепей. Назначение ферромагнитного сердечника. Магнитное сопротивление. Закон Ома и законы Кирхгофа для магнитных цепей. Виды потерь в магнитных цепях. Расчет магнитных цепей: прямая и обратная задачи. Магнитные потери в катушке с ферромагнитным сердечником, их влияние на ток в катушке. Измерение магнитной индукции, магнитного потока, магнитных потерь

Вопросы для самоконтроля по теме:

— Классификация магнитных цепей.

— Назначение ферромагнитного сердечника.

— Магнитные потери

Раздел 4

Тема 4.1.Начальные сведения о переменном токе

Явление переменного тока, получение переменной (синусоидальной) ЭДС. Принцип действия и конструкция генератора переменного тока. Уравнение и графики синусоидальной ЭДС. Векторные диаграммы Характеристики синусоидальных величин: предельное (амплитудное), действующее, среднее, мгновенное значение синусоидально изменяющихся электрических величин

Вопросы для самоконтроля по теме:

— Получение переменного тока

— характеристики переменного тока

-построение векторных диаграмм

Тема 4.2.Расчет электрических цепей переменного тока

Элементы и параметры электрической цепи переменного тока. Цепь переменного тока с активным сопротивлением: напряжение, ток, мощность, векторная диаграмма. Цепь переменного тока с индуктивностью: напряжение, ток, мощность, векторная диаграмма.

Цепь переменного тока с емкостью: напряжение, ток, мощность, векторная диаграмма. Схемы замещения реальных катушек и конденсаторов.

Вопросы для самоконтроля по теме:

— неразветвленные цепи переменного тока (построение диаграмм, расчет параметров)

— разветвленные цепи переменного тока (построение диаграмм, расчет параметров)

— Мощность в цепях переменного тока (активная, реактивная, полная -определения, формулы)

Тема 4.3.Трехфазная симметричная система ЭДС. Трехфазные цепи

Получение трехфазной симметричной системы ЭДС, способы графического представления, система уравнений, векторные диаграммы фазных и линейных ЭДС, напряжений.

Устройство, принцип работы синхронного генератора. Схемы соединения обмоток генератора. Фазные и линейные параметры. Понятие симметричных, несимметричных трехфазных цепей.

Трехфазные симметричные цепи при схеме соединения потребителя звездой, треугольником. Соотношение фазных, линейных параметров, мощность, коэффициент мощности. Расчет, построение векторных диаграмм. Трехфазные несимметричные цепи при схеме соединения потребителя звездой. Роль нулевого провода, смещение нейтрали. Расчет фазных и линейных параметров, мощности, векторные диаграммы.

Трехфазные несимметричные цепи при схеме соединения потребителя треугольником. Расчет фазных и линейных параметров, мощности, коэффициента мощности. Векторные диаграммы.

Вопросы для самоконтроля по теме:

— принцип работы синхронного генератора

— соединение нагрузки по схемам «звезда», «треугольник»

— фазные и линейные напряжения и токи (определения, формулы)

-Мощность в трехфазных цепях (определение, формула)

Тема 4.4 Общие сведения об электрическом и электромеханическом оборудовании

Электротехнические устройства для преобразования электрической энергии: электродвигатели станков и механизмов; виды механических передач движения. Осветительные установки; нагревательные установки, их устройство, принцип действия, основные характеристики, правила эксплуатации. Аппараты защиты: автоматические выключатели и предохранители, их назначение, устройство, принцип срабатывания, основные характеристики, степень защиты, условия выбора.

Коммутационные аппараты. Автоматическое регулирование: структура системы автоматического регулирования

Вопросы для самоконтроля по теме:

— асинхронные двигатели (устройство, основные характеристики, принцип работы)

— синхронные генераторы (устройство, основные характеристики, принцип работы)

предохранители (устройство, основные характеристики, принцип работы)

машины постоянного тока (устройство, основные характеристики, принцип работы)

Раздел 5

Тема 5.1 Полупроводниковые приборы и устройства

Общие сведения о полупроводниках: электропроводность полупроводников; контактные явления в полупроводниках; электронно-дырочный p-n переход, вольтамперная характеристика (ВАХ) p-n перехода. Полупроводниковые приборы: диоды, транзисторы, тиристоры, их характеристики, классификация, области применения. Основные характеристики, области применения полупроводниковых устройств: выпрямители; инверторы; стабилизаторы напряжения; сглаживающие фильтры

— диоды (устройство, основные характеристики, принцип работы)

— генератор электрического сигнала(устройство, основные характеристики, принцип работы)

— биполярные и полевые транзисторы(устройство, основные характеристики, принцип работы)

Практическая работа №1

Тема: Расчет сложных электрических цепей

Цепь постоянного тока состоит из смешанного соединения пятирезисторов. В таблице в строке, соответствующей номеру Вашего варианта, задан номер рисунка и исходные данные.Определите общее напряжение и все токи, протекающие в цепи. Решение задачи проверьте, составив баланс мощностей. Перед решением задачи укажите направления токов на схеме и обозначьте их.

Вариант

Номер рисун ка

Е

Ri

R1

R2

R3

R4

R5

В

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

1

1

120

1

19

60

60

40

6

2

2

96

1,5

30

120

40

90

180

3

3

104

2

20

80

40

150

100

4

4

160

2

36

12

36

18

15,6

5

5

84

2

17,5

30

90

60

16

6

6

276

2

75

150

100

20

60

7

7

60

1,5

54

12

30

6

9

8

8

75

1

18

18

8

8

5

9

1

96

1

36

18

11

24

12

10

2

27

1

40

160

28

120

49

hello_html_161c31c5.pngрис 1

hello_html_194a46ce.pngрис. 2

hello_html_m2a3a3269.pngрис 3

hello_html_m7cef9875.pngрис. 4

hello_html_322f654e.pngрис.5

hello_html_437696e1.pngрис 6

hello_html_m4d8dea85.pngрис 7

hello_html_e9a83d.pngрис 8

УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ №1

Выполнения задания №1 требует знания основных законов пос тинного тока, производных формул этих законов и умение применить их для расчёта электрических цепей со смешанным соединением резисторов.

Методику и последовательность действий рассмотрим на конкретном примере. Задана схема цепи и значения сопротивлений резисторов:

R1=30Ом

R2=20 Ом

R3=30 Ом

R4,=50 Ом

И мощностью цепи Р=320Вт

Определить:

1. Эквивалентное сопротивление цепи . Rэкв;

2. Токи, проходящие через каждый резистор решение проверить

применяя первый закон Кирхгофа.

Порядок выполнения:

Дано:

R1=30Ом

R2=20 Ом

R3=30 Ом

R4,=50 Ом

Р=320 Вт

Найти: Rэкв?I1? I2?I?

3.Находим эквивалентное сопротивление для резисторов R1 и R2, используем формулу для параллельного соединения резисторов.

4. Находим эквивалентное сопротивление всей цепи

Rэкв= R1-2 +R3+ R4, т.к. они соединяемы последовательно.

hello_html_7a0c731a.png

5. Выпишем формулу мощности: P=, I=

6. Определим значения напряжения на параллельном соединении резисторов R1, R2; U1,2=I R1-2

7. Следовательно, зная напряжение на параллельном участке (R1, и R2)цепи можно найти токи ветвей по закону Ома:

I1=

I2=

8. По первому закону Кирхгофа проверяем правильность решения задачи: I=I1+I2

Используя порядок выполнения, подставляя числовые значения, определяем все неизвестные к своему варианту.

Практическая работа №2

  1. Тема: Расчет характеристик магнитного поля

Два параллельных провода одинаковой длинны L подвешены на

опорах в воздухе (относительная магнитная

проницаемость µ=1) Расстояние между проводами А причем L»А, по одному

проводу проходит ток I1. а по другому I2 .В результате возникновения магнитных полей на провода будут

действовать равные по величине электродинамические силы

Определить величины электродинамических сил F1 F2-Перечертить рисунок и показать на нём направление действие этих сил, объяснив, как это определяется.

hello_html_5e2d4902.png

Числовые значения всех величин к данному заданию приводятся в таблице

Номер

варианта

I1

A

I2

A

A

м

L

м

Номер

варианта

I1

A

I2

A

A,

м

L,

м

01

90

50

0,70

90

09

30

120

0,80

110

02

80

45

0,65

80

10

20

100

0,75

100

03

70

40

0,60

70

11

50

100

0,50

140

04

60

30

0,55

60

12

100

50

0,60

200

05

50

20

0,50

50

13

120

150

0,55

150

06

100

40

1,00

100

14

200

100

0,45

130

07

80

30

0,90

80

15

150

120

0,65

120

08

50

50

0,85

50

16

100

200

0,45

150

УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ №2

Магнитное поле характеризуется напряженностью и магнитной индукцией.

В- магнитная индукция поля(Тл) определяется формулой:

В=µ0Н

µ0—магнитная проницаемость (Генри/метр—Гн/м).

Н— Напряженность магнитного поля (А/м)

µ0= 4П10-7 Гн/м ( для воздуха)

Вокруг проводника с током создается магнитное поле. Если поместить два проводника с током на некоторое расстояние друг от друга, то в результате взаимодействия их магнитных полей на каждый провод действуют электродинамические силы, равные по значению.

На 1-ый провод действует электродинамическая сила F1 направление которой мы определяем правилом левой руки (как показано на рисунке). На второй провод действует силаF2, соответственно, значение их определяются формулой: F1=F2= µ0.I1I2L/2П) (П=3,14) Где : ]1и]2—токи в проводах (А)

Lдлина параллельных проводов (м)

A— расстояние между проводами (м) Используя числовые данные приложение по номеру своего варианта, производим вычисление и показываем графически.

hello_html_35697e00.png

Практическая работа №3

Тема: Расчет параметров переменного поля

Дана временная диаграмма тока и напряжения одной частоты. Определите по ней: мгновенные значения u, i в момент , максимальные значенияt Um , Im , начальные фазы ψui , сдвиг фаз φ, период Т. Вычислите угловую w и циклическую f частоты. Запишите уравнения для мгновенных значение тока и напряжения

hello_html_10372215.pngрисунок 1

hello_html_30664f2b.pngрисунок 2

hello_html_m20b532d7.pngрисунок 3

hello_html_33cccc72.pngрисунок 4

hello_html_m50b60329.pngрисунок 5

hello_html_19670123.pngрисунок 6

hello_html_m2c504b7f.pngрисунок 7

hello_html_43c05b4e.pngрисунок 8

hello_html_m1c654681.pngрисунок 9

hello_html_5d34c2e5.pngрисунок 10

УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ №3

Решение этой задачи требует умения определять основные параметры переменного тока. К основным параметрам относятся:

— максимальное значение Um ,Im;

— мгновенное значение i=Im u= Um

— действующие значения U= Um/ ; I= Im/

— период Т- время одного полного колебания;

— циклическая частота f=1/T;

— угловая частота w=2πf;

— начальная фаза ψ- угол между началом координат на временной диаграмме и началом колебания.

Угол ψ положителен, когда синусоидальная функция смещена влево относительно начала координат. Если график функции смещен вправо от начала координат, то угол ψ, имеет отрицательный знак.

— сдвиг фаз φ=ψui – разность начальных фаз двух синусоидальных величин

Пример решения задачи: Даны временные диаграммы тока и напряжения. Определить по ним: мгновенные значения тока и напряжения в момент времени t=50 мкс, максимальные значения, начальные фазы, действующие значения, сдвиг фаз, период. Вычислите угловую и циклическую частоты. Запишите уравнения мгновенных значений тока и напряжения

hello_html_4156cd98.png

1. Максимальные значения напряжения и тока:

Um = ЗВ ; Im = 20 мА .

2. Мгновенные значения напряжения и тока в момент t= 50 мкс:

u (t) =2,5 В; i(t)= 10мА.

3. Начальные фазы напряжения и тока:ψu= 60° ψi=-30°.

4. Для определения характера цепи вычисляют сдвиг фаз между напряжением и током (а не наоборот):φ= ψui=60-(-30)= 90°

напряжение опережает, ток на угол = 90°.

5. Период Т = 400 — 100 = 300 мкс .

6. Циклическая частота f=1/T= 3333,3 Гц = 3,3 кГц .

т зоо ю-6 300

7. Угловая частота w=2πf= 209331,24 рад/с. Величины f ,w Т у тока и напряжения одинаковы.

8. Уравнения i = f(t), u= f(t)

u = 3sin (209331t +60°), В , i = 20sin (209331t-30°),мА.

9. Действующие значения напряжения и тока: U=Um/=2.13 B, I=Im/=14.2 мА

Практическая работа №4

  1. Тема: Расчет неразветвленной цепи переменного тока

Для неразветвленной цепи переменного тока с активными и индуктивными сопротивлениями определить величины, которые не даны в условиях задачи: (Приложение 3)

Z-полное сопротивление, Ом

I- ток в цепи, А

U- напряжение, приложенное к цепи, В

Y- угол сдвига фаз между током и напряжением.

S- полная мощность, ВA

P- Активная мощность, Вт

Q- реактивная мощность, Вар

Приложение 3

R1

R2

XL1

XL2

U,I,S,P,Q

Найти

01

24

32

U=80B

I,S,P,Q

02

30

34

48

I=2A

S,P,Q, U

03

15

25

20

10

S=450BA

U,I, P,Q

04

30

20

9

U=60B

I,S,P,Q

05

40

10

20

Q=120Baр

U,I,S,P

06

3

4

I=4A

U, S,P,Q

07

50

30

60

U=200B

I,S,P,Q

08

40

24

30

18

P=256Bт

U,I,S, Q

09

60

15

16

S=180BA

U,I, P,Q

10

24

20

12

Q=128 Baр

U,I,S,P

УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДЕНИЯ№3

Выполнения задания №3 требует основных понятий о переменном токе, о параметрах характеризующих переменный ток:

— Мгновенные значения переменного тока, напряжение и ЭДС;

— действующие значения переменного тока, напряжение и ЭДС;

— Сдвиг фаз между током и напряжением;

— Начальная фаза;

-Период и частота тока.

Необходимо понимать процессы, происходящие в неразветвленной цепи с последовательными соединениями активного и реактивных (индуктивного и ёмкостного) сопротивлений, буквенные обозначения, формулы и построения векторной диаграммы.

Пример решения задачи: Неразветвленная цепь переменного тока состоит из двух индуктивных и одного активного сопротивления: R=2Ом, XL1=4Ом,, XL2=4 Ом, подведенное напряжение U=220B. Определить полное сопротивление цепи Z; cosφ ; sinφ; S; P; Q; I?

  1. Чертим схему неразветвленной цепи переменного тока

hello_html_5926214f.png

  1. . Находим полное сопротивление цепи по формуле:

Z=

R=2Ом

XL =XL1 + XL2=8 Ом

Xс=0

Следовательно, подставив числовые значения, находим Z =8,24 Ом.

  1. По закону Ома для цепи переменного тока определяем ток цепи: I==26.8 A

Для расчета значений мощностей, используем материал учебника

М.В.Немцов Электротехника и электроника М.; Издательский дом «Академия», 2009, Ст. 104-106

a) Полная мощность: S=UI=5896 BA

b) Активная мощность: P=UI cosφ=1415 Bt

cosφ==0.24

c) Pеактивная мощность Q= UI sinφ=5724 Вар

sinφ==0.97

Обратите внимание: сначала пишем формулу, затем подставляем полученные значения электрических величин, вычисляем и пишем ответ с единицами измерения.

При построении векторных диаграмм следует исходить из следующих условий:

  1. Ток одинаков, т.к цепь неразветвленная

  2. При прохождении тока создается падение напряжения на каждом участке:

  3. На активном UR=IR=53.6 B

  4. На индуктивном UL=IXL=214.4 B

Практическая работа №5

  1. Тема: Расчет параметров трансформатора

Однофазный трансформатор включен в сеть с частотой тока 50 Гц. Номинальное вторичное напряжении U. коэффициент трансформации k (табл.). Определить число витков в обмотках w1 и w2, если в стержне магнитопровода трансформатора сечением QСТ максимальное значение магнитной индукции Bшах. Коэффициент заполнения стержня сталью kс =0.95.

Параметр

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

U2н,В

230

400

680

230

230

400

400

680

230

230

k

15

10

12

8

10

6

8

12

14

8

QСТ2

Практическая — лабораторные работы 1-9 — Электротехника

Тип трехфазно й цепи

Вид нагрузки

Отношения напряжений Сопротивление фаз приемника, Ом

Мощность, Вт Фазные Трехфазной цепи Uab/ Ua

Ubc/ Ub

Uca/ Uc Ra Rb Rc Pa Pb Pc ΣPф

ф

√ 3 UлIл P’+P

Четырех- проводная

Равномерная 1,746 1,746 1,746 67 67 67 268 26 8 268 804 804

810, 0 — Неравномерна я 1,746 1,746 1,746 43, 5 67 31, 5

415, 4

26 8

562, 8

1246, 2 — — —

Обрыв фазы — 1,746 1,746 — 67 31, 5 0

26 8

562, 8 830,8 — — —

Трех- проводная

Равномерная 1,746 1,746 1,746 67 67 67 268 26 8 268 804 804 810, 0 800 Неравномерна я

1,721 1,463 2,127 41, 5

55, 3

39, 2

435, 2

38 4

374 1193, 2

Исходные данные Uл=220 В; Ra=40 Ом; Rb=63 Ом; Rc=30 Ом

Способ соединения Расчетные величины Напряжение, В Токи, А

Звезда Ua Ub Uc Ia Ib Ic IN 127 127 127 3,175 2,016 4,233 1,

Вид нагрузки

Напряжения, В Токи, А Мощность, Вт Линейные Линейные Фазные Uab Ubc Uca Ia Ib Ic Iab Ibc Ica P’ P» Равномерная 234 234 234 4 4 4 2,4 2,4 2,4 820 820

Тип трехфазно й цепи

Вид Нагрузки

Напряжение,В Токи,А Мощности,Вт

Линейные Фазные Межд у N и n Линейные

В

N-n

По методу двух ваттметро в

Фазные

Ua b

Ub c

Uc a Ua Ub Uc Un Ia Ib Ic In P’ P» Pa Pb

Четырех- проводная

Равномерная 234

23

4

23

4

13

4

13

4

13

4

— 2 2 2 0 — —

48

0

48

0

Неравномерна я

234

23

4

23

4

13

4

13

4

13

4

3,

1

2

4,

2

1,8 — —

41

0

28

0

Обрыв фазы 234

23

4

23

4

0

13

4

13

4

— 0 2

4,

2

3,

5

— — 0

45

0

Трех- проводная

Равномерная 234

23

4

23

4

13

4

13

4

13

4

0 2 2 2 — 400 400

27

0

27

0

Неравномерна я

234

23

4

23

4

13

6

16

0

11

0

27,

3,

2

2,

4

3,

4

— 700 510

80

0

46

0

Исходные данные Uл=220 В; Rab=83 Ом; Rbc=70 Ом; Rca=60 Ом

Схема соединения

Расчетные величины Ток, А Фазные Линейные

Треугольник Iab Ibc Ica Ia Ib Ic 2,651 3,143 3,667 5,495 5,024 5,

Исходные данные Uл=220 В; Ra=35 Ом; Rb=35 Ом; Rc=50 Ом

Способ соединения Расчетные величины Напряжение, В Токи, А

Звезда Ua Ub Uc Ia Ib Ic IN 127 127 127 3,698 3,698 2,54 0,

Неравномерная 234 234 234 5,2 5 5,8 2,6 3,2 3,6 1140 1000 Обрыв фаз 234 234 234 2,5 5 3 2,6 3,2 0 310 1000

Тип трехфазно й цепи

Вид нагрузки

Отношения напряжений Сопротивление фаз приемника, Ом

Мощность, Вт Фазные Трехфазной цепи Uab/ Ua

Ubc/ Ub

Uca/ Uc

Ra Rb Rc Pa Pb Pc ΣPф

ф

√ 3 UлIл P’+P

Четырех- проводная

Равномерная 1,746 1,746 1,746 67 67 67 268 26 8

268 804 804 810, 0

Вид нагрузки

Отношения токов Сопротивление фаз приемника, Ом

Мощность, Вт Фазные Трехфазной цепи

Ia/Iab Ib/ Ibc

Ic/Ica Rab Rbc Rca Pab Pbc Pca ΣPф 3Рф √ 3 UлIл P’+P»

Равномерная 1,67 1,67 1,67 97,5 97,5 97,5 561,6 561,6 561,6 1684,

1684,

8

1524,205 1640

Неравномерная 2 1,563 1,611 90 73,125 65 608,4 748,8 842,4 2199, 6 — — 2140

Обрыв фазы 0,962 1,563 — 90 73,125 — 608,4 748,8 0 1357,2 — — 1310 Исходные данные Uл=220 В; Rab=70 Ом; Rbc=76 Ом; Rca=60 Ом

Схема соединения

Расчетные величины Ток, А Фазные Линейные

Треугольник

Iab Ibc Ica Ia Ib Ic 3,142 2,894 3,667 5,9 5,229 5,

Вид нагрузки

Напряжения, В Токи, А Мощность, Вт Линейные Линейные Фазные Uab Ubc Uca Ia Ib Ic Iab Ibc Ica P’ P» Равномерная 234 234 234 4 4 4 2,4 2,4 2,4 820 820 Неравномерная 234 234 234 5,2 5 5,8 2,6 3,2 3,6 1140 1000 Тип Обрыв фаз 234 234 234 2,5 5 3 2,6 3,2 03101000 трехфазно й цепи

Вид Нагрузки

Напряжение,В Токи,А Мощности,Вт

Линейные Фазные Между N и n Линейные

В N-

n

По методу двух ваттметров

Фазные

Uab Ubc Uca Ua Ub Uc Un Ia Ib Ic In P’ P» Pa Pb

Четырех- проводная

Равномерная 234 234 234 134 134 134 — 2 2 2 0 — — 480 480 Неравномерная 234 234 234 134 134 134 — 3,1 2

4,

2

1,8 — — 410 280

Обрыв фазы 234 234 234 0 134 134 — 0 2

4,

2

3,45 — — 0 450

Трех- проводная

Равномерная 234 234 234 134 134 134 0 2 2 2 — 400 400 270 270

Неравномерная 234 234 234 136 160 110 27,6 3,

2,

4

3,

4

— 700 510 800 460

Методическая разработка на тему: Методические указания по выполнению практических работ по дисциплине «Электротехника и электроника»

Областное государственное автономное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

«Белгородский индустриальный колледж»

УТВЕРЖДАЮ:

Заместитель директора

по учебной работе

__________________Н.В.Выручаева

  «______»_______________20     г.

 

Методические указания

по выполнению практических работ

дисциплина «Электротехника и электроника»

для специальности:

140448 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования.

Белгород 2014 г.

разработаны в соответствии с рабочей программой на основе Федерального государственного образовательного стандарта по специальностям среднего профессионального образования (далее – СПО) 140448 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования.

Рассмотрено:                                                                          УТВЕРЖДАЮ 

Предметно-цикловой комиссией                         Заместитель директора

электротехнических дисциплин                       по учебной работе

Протокол  заседания  №1                                  ______________ Выручаева Н.В.

От 29.08.2012г                                                    «  30  »    августа   2013г.                            

Председатель цикловой комиссии

____________Новоспасская Л.Д.

Составитель: преподаватель   ОГАОУ СПО «Белгородский индустриальный колледж», преподаватель  высшей категории                             Шатохин А.А.                                                                                  

Внутренняя рецензия: ОГАОУ СПО «Белгородский индустриальный колледж», преподаватель  высшей категории                        Новоспасская Л.Д.                          

Внешняя рецензия: ОГАОУ СПО «Белгородский строительный колледж», преподаватель  высшей категории                                                Булгаков С.С.

Практическая работа №1

«Расчет смешанного соединения конденсаторов»

Цель: закрепить знания методов расчета электрической емкости и зарядов конденсаторов при их смешанном соединении.

Теоретические сведения

 Электрический конденсатор—это система из двух проводников (обкладок, пластин), разделенных диэлектриком.

Конденсаторы обладают свойством накапливать на своих обкладках электрические заряды, равные по величине и противоположные по знаку.

Электрический заряд q каждой из обкладок пропорционален напряжению U между ними:

Величину С, равную отношению заряда одной из обкладок конденсатора к напряжению между ними, называют электрической емкостью конденсатора и выражают в фарадах (Ф).

Емкость конденсатора зависит от геометрических размеров, формы, взаимного расположения и расстояния между обкладками, а также от свойств диэлектрика.

Конденсаторы могут быть соединены последовательно, параллельно и смешанно (последовательно-параллельно).

Последовательное соединение

При таком на обкладках всех конденсаторов будут одинаковые по величине заряды:

Напряжения на  конденсаторах будут различны, так как они зависят от их емкостей:    

                                ;  …

Общее напряжение:

                       

Общая, или эквивалентная, емкость

                      или

Параллельное соединение

 

При параллельном соединении напряжение на всех конденсаторах одинаковое.

Заряды на обкладках отдельных конденсаторов при различной их емкости:

                     , ….

Заряд, полученный всеми параллельно соединенными конденсаторами:

                       

Общая (эквивалентная) емкость:


Задание

                           

  1. Определить эквивалентную емкость батареи конденсаторов, соединенных по схеме, при соответствующих положениях ключей.

Вариант

Положение

ключей

С1, мкФ    

С2, мкФ    

С3, мкФ    

С4, мкФ    

С5, мкФ

С6, мкФ

  С7, мкФ

К1

К2

К3

1

0

0

0

2

1

3

1

3

1

1

2

1

0

0

3

1

1

2

2

1

3

3

0

1

0

1

1

2

2

3

3

0,5

4

0

0

1

2

1

1

1

3

2

1

5

1

1

0

1

2

2

3

1

2

2

6

1

0

1

0,5

3

3

2

1

3

1

7

0

1

1

2

3

3

0,5

1

1

2

8

1

1

1

2

1

1

2

1

3

3

9

1

0

0

1

0,5

1

3

3

0,5

2

10

0

0

1

1

3

1

2

2

3

2

  1. Для случая, когда ключи К1, К2 и К3 разомкнуты, найти заряды на каждом конденсаторе и общий заряд схемы.

№ варианта

С2, мкФ    

С3, мкФ    

С4, мкФ    

С7, мкФ    

 U2, B

U3, B

U4, B

U7, B

1

5

10

2

4

10

10

25

25

2

3

2

4

5

20

25

15

10

3

4

5

3

2

30

20

40

50

4

5

4

4

5

40

50

50

40

5

4

4

10

3

50

30

20

40

6

6

5

12

4

30

20

12

4

7

10

13

8

5

40

25

50

65

8

8

4

4

8

10

20

20

10

9

20

8

6

5

15

25

50

40

10

2

7

2

3

50

30

50

70

Порядок выполнения расчета

Задание 1

  1. Для своих данных начертить исходную схему.

Вариант

Положение

ключей

С1, мкФ    

С2, мкФ    

С3, мкФ    

С4, мкФ    

С5, мкФ

С6, мкФ

  С7, мкФ

К1

К2

К3

1

0

1

0

1

1

1

1

1

1

1

  1. Рассчитать последовательное соединение С3-С7:

         

  1. Рассчитать параллельное соединение С4-С5:

  1. Рассчитать последовательное соединение С2-С45: 

   

   

  1. Найти эквивалентную емкость, рассчитав параллельное соединение С245-С37:

Задание 2

  1. Для своих данных начертить исходную схему.

№ варианта

С2, мкФ    

С3, мкФ    

С4, мкФ    

С7, мкФ    

 U2, B

 U3, B

 U4, B

U7, B

1

7

5

4

6

20

30

35

25

  1. Рассчитать заряды на каждом конденсаторе:

  1. Рассчитать общий заряд схемы:

  1. Проверка:

,

где

Практическая работа №2

«Расчет смешанного соединения резисторов»

Цель: закрепить знания методов расчета эквивалентного сопротивления резисторов при их смешанном соединении.

Теоретические сведения

Отдельные проводники электрической цепи могут быть соединены между собой последовательно, параллельно и смешанно (последовательно-параллельно).

Последовательное соединение

Проводники соединены таким образом, что по ним проходит один и тот же ток.

Сила тока в цепи:

       

Общее напряжение:

     

Эквивалентное сопротивление:

Параллельное соединение 

Два или более число проводников присоединены к двум узловым

точкам.

Сила тока в цепи:

Общее напряжение:

     

Эквивалентное сопротивление:                        

 или                                

Задание

Определить общее сопротивление цепи, токи во всех ветвях и напряжения на каждом сопротивлении, если напряжение U=120 В.

 

Вариант

Положение ключей

R1,

Ом

R2,

Ом

R3,

Ом

R4,

Ом

R5,

Ом

R6,

Ом

R7,

Ом

R8,

Ом

К1

К2

1

1

0

2

1,5

3

1

1,5

3

6

3

2

0

1

2

1,5

3

1

1,5

3

6

3

3

1

0

2

1,5

3

1

1,5

3

6

3

4

0

1

2

1,5

3

1

1,5

3

6

3

5

1

0

1

3

6

1,5

3

1,5

2

4

6

0

1

1

3

6

1,5

3

1,5

2

4

7

0

1

1

3

6

1,5

3

1,5

2

4

8

1

0

1

3

6

1,5

3

1,5

2

4

9

0

1

6

4

2

3

2

8

4

2

10

1

0

2

1,5

1

3

1,5

6

3

3

Порядок выполнения расчета

  1. Для своих данных начертить исходную схему.

Вариант

Положение ключей

R1,

Ом

R2,

Ом

R3,

Ом

R4,

Ом

R5,

Ом

R6,

Ом

R7,

Ом

R8,

Ом

К1

К2

1

1

0

1,5

2

1

3

1,5

3

3

6

  1. Рассчитать последовательное соединение R1-R4:

         

  1. Рассчитать параллельное соединение R14-R3:

  1. Рассчитать последовательное соединение R2-R5: 

  1. Рассчитать параллельное соединение R134-R25:

  1. Найти эквивалентное сопротивление, рассчитав последовательное соединение R12345-R78:

  1. Найти общий ток в цепи:

  1. Найти токи на сопротивлениях R7 и R8: 

  1. Найти напряжения на сопротивлениях R7 и R8:

 

10.  Найти напряжение между точками а и б:

11.  Найти ток на сопротивлениях R1 и R4:

12. Найти ток на сопротивлениях R2 и R5:

13. Найти ток на сопротивлении R3:

14.  Проверка:

Практическая работа №3

«Расчет неразветвленных электрических цепей переменного тока»

Цель: закрепить знания методов расчета параметров неразветвленных электрических цепей переменного тока.

Теоретические сведения

Реактивное сопротивление цепи рано разности индуктивных и емкостных сопротивлений:

 (брать все Х из схемы)

Формула для полного сопротивление цепи  имеет вид:

        

    Эту формулу нужно привести в соответствие со своей схемой, следуя указаниям:

        — если одно из этих сопротивлений в схеме отсутствует, то брать его за ноль;

        — если каких-то сопротивлений два, то при их подставке в формулу складывают;  причем  XL всегда берут с   «плюсом», а  Х

Электротехника | Сайт об электротехнике

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

Теория электротехники, физические основы. Машины постоянного и переменного тока. Трансформаторы, магнитные усилители. Электротехнические материалы.


Основная часть:

Общая электротехника

I Электрическая цепь и ее основные законы в электротехнике

II Электромагнетизм и электромагнитная индукция

III Электрические машины постоянного тока

IV Химические источники тока

V Переменный ток. электротехника

VI Трансформаторы и Реакторы

VII Электрические машины переменного тока

VIII Физические основы работы электрических аппаратов

IX Электроизмерительные приборы и методы измерений


Теоретические основы электротехники (для Вузов):

Часть 1

Часть 2

Дополнительные главы

Полупроводниковые приборы


Электротехнические материалы:

Назначение и классификация электротехнических материалов

Проводниковые материалы

Магнитные материалы

Электроизоляционные материалы


Электронные промышленные устройства

Электроника

Энергетическая электроника

Наноэлектроника

Электронные цепи и микросхемотехника

Физические основы электроники

Импульсные устройства

Квантовая и оптическая электроника

Микросхемотехника аналоговых устройств

Основы цифровой обработки сигналов

Основы микропроцессорной техники

Основы преобразовательной техники

Системы управления электроприводами (часть 1)

Системы управления электроприводами (часть 2)

Основы теории сигналов

Твердотельная электроника

Материалы и элементы электронной техники

Цифровые устройства


Учебно-методический материал по теме: Практические работы по дисциплине ОП.02 «Электротехника и электроника»

АУ «Сургутский профессиональный колледж»

 Структурное подразделение – 4

Задача № 1

К источнику постоянного тока 6 В подключены параллельно три резистора

 R1 = 8 Ом, R2 = 2 Ом и R3 = 6 Ом.

 Какой ток протекает через резистор R1 = 8 Ом?

Преподаватель ___________________/А.С. Филиппов


АУ «Сургутский профессиональный колледж»

Структурное подразделение – 4

Задача № 2

Первый амперметр в схеме, изображенной на рисунке, показывает 9, 2 мА, второй 8, 9 мА, показания первого вольтметра равны 4, 5 В. Определите по этим данным сумму показаний всех вольтметров.

Преподаватель ___________________/А.С. Филиппов

АУ «Сургутский профессиональный колледж»

Структурное подразделение – 4

Задача № 3

В схеме, представленной на рисунке, идеальный вольтметр показывает напряжение UV = 20 В, а идеальный амперметр регистрирует ток IA = 6 мА. Определите напряжение источника тока U0 и величину сопротивления R.

Преподаватель ___________________/А.С. Филиппов

АУ «Сургутский профессиональный колледж»

Структурное подразделение – 4

Задача № 4

Неразветвлённая цепь имеет сопротивление R = 4 Ом,

 ХL = 10 Ом и Хс = 6 Ом. Напряжение на зажимах цепи

 U = 24 В.

Определить ток, активную, реактивную и полную мощности цепи.      

Преподаватель ___________________/А.С. Филиппов

АУ «Сургутский профессиональный колледж»

Структурное подразделение – 4

Задача № 5

К цепи с последовательным соединением активного сопротивления

R = 12 Ом и емкостного Хс = 16 Ом подведено напряжение U = 120 В. Частота f = 50 Гц.

Определить ток в цепи, активную, реактивную и полную мощности.

Преподаватель ___________________/А.С. Филиппов

АУ «Сургутский профессиональный колледж»

Структурное подразделение – 4

Задача № 6

В сеть напряжением 50 В и частотой 50 Гц включена  катушка с индуктивностью

L = 0, 0127 Гн и активным сопротивление  R = 3 Ом.

Определить ток, активную, реактивную и полную мощности катушки.

Преподаватель ___________________/А.С. Филиппов

АУ «Сургутский профессиональный колледж»

Структурное подразделение – 4

Задача № 7

Начертить электрическую цепь, содержащую только активное сопротивление, и напишите формулу для расчета активного сопротивления.

Преподаватель ___________________/А.С. Филиппов

АУ «Сургутский профессиональный колледж»

Структурное подразделение – 4

Задача № 8

Определить количество теплоты, выделенное в нагревательном приборы в течении 0,5 ч, если он включен в сеть с напряжением 110 В и он имеет сопротивление 24 Ом.

Преподаватель ___________________/А.С. Филиппов

АУ «Сургутский профессиональный колледж»

Структурное подразделение – 4

Задача № 9

Для электрической цепи соединенной последовательно сопротивления резисторов равны: R1 = 10 Ом, R2 = 20 Ом, R3 = 30 Ом.

Определите эквивалентное сопротивление и ток цепи при напряжении питания U = 120 В. Начертите схему к данной задаче.

Преподаватель ___________________/А.С. Филиппов

АУ «Сургутский профессиональный колледж»

Структурное подразделение – 4

Задача № 10

Для электрической цепи соединенной параллельно сопротивления резисторов равны: R1 = 20 Ом, R2 = 40 Ом, R3 = 60 Ом.

Определите эквивалентное сопротивление и ток цепи при напряжении питания U = 120 В. Начертите схему к данной задаче.

Преподаватель ___________________/А.С. Филиппов

АУ «Сургутский профессиональный колледж»

Структурное подразделение – 4

Задача № 11

Начертите схему соединения обмоток трёхфазного генератора по схеме «треугольник» со всеми обозначениями на этой схеме.

Преподаватель ___________________/А.С. Филиппов

АУ «Сургутский профессиональный колледж»

Структурное подразделение – 4

Задача № 12

Начертите схему соединения обмоток трёхфазного генератора по схеме «звезда» со всеми обозначениями на этой схеме.

Преподаватель ___________________/А.С. Филиппов

АУ «Сургутский профессиональный колледж»

Структурное подразделение – 4

Задача № 13

Конденсатор ёмкостью С = 2 мкФ включен в цепь переменного тока частота которого  50 Гц.

Определить его емкостное сопротивление при частоте f = 50 Гц.

 

Преподаватель ___________________/А.С. Филиппов

АУ «Сургутский профессиональный колледж»

Структурное подразделение – 4

Задача № 14

От подстанции к потребителю передается мощность Р = 100кВт. сопротивление линии 10 Ом.

Какую часть мощности получает потребитель, если передача электроэнергии осуществляется под напряжением 5 кВ?

Преподаватель ___________________/А.С. Филиппов

АУ «Сургутский профессиональный колледж»

Структурное подразделение – 4

Задача № 15

Идеальная катушка индуктивности имеет сопротивление 20 Ом и потребляет реактивную мощность 80 ВАР. Определите ток, проходящий через катушку.

Преподаватель ___________________/А.С. Филиппов

АУ «Сургутский профессиональный колледж»

Структурное подразделение – 4

Задача № 16

Определите ток резистора, к которому приложено напряжение 42 В, если его сопротивление 10; 20; и 1000 кОм; 1 МОм. Рассчитать сопротивление резистора, к которому приложено напряжение 15 В, а ток равен 0,1 А; 10 мА и 10 мкА.

Преподаватель ___________________/А.С. Филиппов

АУ «Сургутский профессиональный колледж»

Структурное подразделение – 4

Задача № 17

Общий ток цепи, состоящей из двух параллельно соединенных резисторов сопротивлением 210 и 70 Ом, равен 80 мА. Найти токи каждого резистора и эквивалентное сопротивление цепи.

Преподаватель ___________________/А.С. Филиппов

АУ «Сургутский профессиональный колледж»

Структурное подразделение – 4

Задача № 18

Одна цепь состоит из резисторов, соединенных последовательно, а другая – соединенных параллельно, причем количество резисторов и их сопротивления одинаковы. В каком случае эквивалентное сопротивление будет больше.

Преподаватель ___________________/А.С. Филиппов

АУ «Сургутский профессиональный колледж»

Структурное подразделение – 4

Задача № 19

Начертите схему: а) последовательного; б) параллельного присоединения четырех резисторов к источнику постоянного тока, используя элементы на рис.

Рис.

Преподаватель ___________________/А.С. Филиппов

АУ «Сургутский профессиональный колледж»

Структурное подразделение – 4

Задача № 20

Определите напряженность магнитного поля в воздухе на расстоянии 0,5 м от проводника с током, равным 10 А. Вычислите магнитную индукцию в той же точке.

Преподаватель ___________________/А.С. Филиппов

АУ «Сургутский профессиональный колледж»

Структурное подразделение – 4

Задача № 21

На расстоянии 20 м от проводника с током магнитная индукция в воздухе равна 2х10-7 Тл. Рассчитать напряженность магнитного поля в этой точке и ток в проводнике.

Преподаватель ___________________/А.С. Филиппов

АУ «Сургутский профессиональный колледж»

Структурное подразделение – 4

Задача № 22

Начертите схему: а) параллельного присоединения всех элементов на рисунке к источнику переменного напряжения; б) последовательного соединения конденсаторов и остальных элементов, соединенных параллельно;

 в) последовательно включенных резисторов, катушек индуктивности и остальных элементов, соединенных параллельно.

Рис.

Преподаватель ___________________/А.С. Филиппов

АУ «Сургутский профессиональный колледж»

Структурное подразделение – 4

Задача № 23

Составьте  принципиальную электрическую схему подключения элементов, рисунок,  к четырехпроводной сети: а) звездой; б) треугольником.

Преподаватель ___________________/А.С. Филиппов

АУ «Сургутский профессиональный колледж»

Структурное подразделение – 4

Задача № 24

Используя элементы, приведенные на рисунке, составить принципиальную электрическую схему включения симметричной нагрузки, состоящей из шести одинаковых ламп, в трехфазную сеть: а) звездой; б) треугольником.

Преподаватель ___________________/А.С. Филиппов

АУ «Сургутский профессиональный колледж»

Структурное подразделение – 4

Задача № 25

На рисунке приведена схема защитного отключения, срабатывающая при появлении напряжения на корпус более 36 В относительно земли. Линейное напряжение сети, к которой подключен двигатель, равно

380 В. Определить, с какими токами срабатывания необходимо выбрать реле S1 и  S 2, если сопротивление заземления не превышает 500 Ом.

Преподаватель ___________________/А.С. Филиппов

АУ «Сургутский профессиональный колледж»

Структурное подразделение – 4

Практическая работа №___

Преподаватель ___________________/____________________

Методические указания по выполнению практических работ по дисциплине Электротехника и электроника. Раздел «Электрические машины»

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

Иркутской области

«Иркутский техникум речного и автомобильного транспорта»

Методические указания

по выполнению практических работ

по дисциплине Электротехника и электроника

Раздел «Электрические машины»

специальность 23.02.03 Техническое обслуживание

и ремонт автомобильного транспорта

(базовый уровень)

Иркутск

Методическая разработка предназначена для обучающихся учебных заведений СПО, изучающих дисциплину Электротехника и электроника в рамках программ ПССЗ или ПКРС технического профиля.

Содержание

Расчёт трёхфазного асинхронного двигателя

с фазным ротором

6

2

Определение неисправностей машин переменного тока

8

3

Расчёт двигателя постоянного тока с независимым возбуждением

10

4

Определение неисправностей машин постоянного тока

12

Эталоны ответов

14

Список использованной литературы

14

Приложение

15

Введение

Выполнение практических работ является одной из форм работы по дисциплине «Электротехника и электроника».

В результате освоения раздела «Электрические машины» обучающийся должен уметь:

знать:

  • методы расчета и измерения основных параметров электрических цепей;

  • устройство и принцип действия электрических машин;

  • принцип регулирования электрических машин*.

Практические работы выполняются аудиторно. Время выполнения 2 академических часа. Форма предоставления отчёта – рабочая тетрадь.

Критерии оценки выполнения практических работ:

— правильность и полнота выполнения задания;

— правильность устных ответов.

Оценка «5» (отлично):

— задание выполнено правильно в полном объёме (допустима 1 ошибка), даны правильные ответы на вопросы.

Оценка «4» (хорошо):

— задание выполнено в полном объёме, допущено не более двух ошибок, даны правильные ответы на вопросы.

— задание выполнено в полном объёме, допущена одна ошибка в ответах на вопросы.

— задание выполнено в полном объёме, допущено 1 ошибка в задании, одна в ответах на вопросы.

Оценка «3» (удовлетворительно):

— задание выполнено в неполном объёме (не менее 80 %),

* — вариативная часть учебной дисциплины.

— задание выполнено в полном объёме, допущено не более 3 ошибок , в том числе не более 1 ошибки в ответах на вопросы.

Работа возвращается на доработку:

— задание выполнено в объёме менее 80 %, допущено более 3 ошибок.

Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов.

Основные источники:

Интернет — ресурсы:

  1. Информационный сайт для электриков – режим доступа http://www.electricdom.ru/index.htm

  2. Информационный сайт. Видео по электротехнике и электронике – режим доступа http://www.chipdip.ru/video.aspx

  3. Курс лекций по электронике и электротехнике.- режим доступа: http://nfkgtu.narod.ru/electroteh.htm;

  4. Лекции по электронике. — режим доступа: http://studentik.net/lekcii/lekcii-texnicheskie/296-jelektronika.html;

Видео:

  1. Как работает электродвигатель. — режим доступа: https://www.youtube.com/watch?v=hvaiAA9TO94

  2. Устройство асинхронного двигателя 3D. — режим доступа: https://www.youtube.com/watch?v=1XP_5CBOZv4

  3. Принцип работы асинхронного двигателя. — режим доступа: https://www.youtube.com/watch?v=uXwamyaiUKo

  4. Электродвигатель постоянного тока. Принцип работы. — режим доступа: https://www.youtube.com/watch?v=uPdv7l9zx2c

Практическая работа

Расчёт трёхфазного асинхронного двигателя

с фазным ротором

Цель: производить расчёт электрических цепей, знать методы расчета основных параметров электрических цепей, знать устройство и принцип действия электрических машин, принцип регулирования электрических машин.

Задание: По паспортным данным рассчитать параметры трёхфазного асинхронного двигателя (АД) с фазным ротором: потребляемую мощность при номинальной нагрузке на валу, КПД, момент на валу двигателя, максимальный момент, число пар полюсов, синхронную скорость (по таблице синхронных скоростей), скольжение. Начертить схему трёхфазного АД с фазным ротором для прямого пуска.

Данные к практической работе

Вариант

Паспортные данные АД с фазным ротором тип МТ и МТВ,

линейное напряжение 380 В, частота 50 Гц

Р2 (кВт)

n1 (об/мин)

Iн (А)

Rр (Ом)

Мmax/Мн

1

1,4

885

5,3

0,69

2,3

2

1,7

840

5,9

0,77

2,6

3

2,2

895

7,5

0,67

2,3

4

2,7

840

8,9

0,73

2,5

5

3,5

870

11,6

0,67

2,2

6

4,1

870

11,8

0,6

2,5

7

5,3

885

15,3

0,6

2,6

8

5,8

915

16

0,5

2,4

9

7,5

695

21

0,47

2,5

10

8,2

990

24,6

0,46

2,6

11

9

675

26

0,49

2,5

12

11

710

30

0,11

2,6

13

13

690

34,7

0,13

2,5

14

16

715

45,7

0,1

2,6

15

1,4

890

5,6

0,69

2,3

16

1,7

850

6

0,77

2,6

17

2,2

910

7,5

0,67

2,4

18

2,7

860

9

0,73

2,5

19

3,5

890

12

0,67

2,2

20

4,1

890

12

0,6

2,4

21

5,3

880

16

0,6

2,6

22

5,8

920

16

0,5

2,3

23

7,5

670

20

0,47

2,5

24

8,2

985

25

0,46

2,5

25

22

740

58

0,09

2,6

Ход работы

  1. Повторить устройство, принцип действия трёхфазного АД (приложение А).

  2. Выписать из таблицы паспортные данные АД с фазным ротором в соответствие со своим вариантом.

  3. Начертить схему АД с фазным ротором для прямого пуска.

  4. На основании паспортных данных определить:

— потребляемую мощность при номинальной нагрузке на валу Р1=Uл·Iн

— КПД η = Р21

— момент на валу двигателя Мном = 9,55 Р2/n1

— максимальный момент Мmax

— число пар полюсов р

— синхронную скорость n (по таблице синхронных скоростей)

— скольжение s ном s ном = 1- hello_html_m50cc5227.gif

Контрольные вопросы.

  1. Как выполнен статор трёхфазного АД?

  2. Как выполнен ротор трёхфазного АД?

  3. Что называется «синхронной» и «механической» скоростью?

  4. Почему называется асинхронный двигатель?

  5. Перечислить способы пуска АД.

  6. Как осуществляется реверс АД?

  7. Как осуществляется регулирование скорости АД?

  8. Способы включения однофазного АД.

Практическая работа

Определение неисправностей машин переменного тока

Цель: определять неисправности электрических машин, знать устройство и принцип действия электрических машин.

Задание: Определить возможные неисправности асинхронных двигателей по внешним признакам изменения режимов работы.

Подводимое напряжение ниже номинального.

Обрыв в фазе статора или ротора.

Заклинивание ротора и статора.

2

Ненормальный шум во время работы машины

Б

Недостаточная смазка, неисправность или износ шарико- или роликоподшипников.

3

Повышенная вибрация

В

Недостаточная смазка, неисправность или износ подшипников. Задевание крыльчатки вентилятора за корпус.

Короткое замыкание в обмотке статора.

4

Перегрев подшипников

Г

Недостаточная жёсткость фундамента.

Некачественная балансировка ротора.

5

Понижено сопротивление изоляции обмоток

Д

Неправильное включение статора.

Межвитковое, междуфазное замыкание в обмотке статора. Обрыв одной из фаз, замыкание обмотки статора на корпус.

6

При работе ощущается напряжение на металлических конструкциях

Е

Подводимое напряжение ниже номинального.

Обрыв в фазе статора или ротора.

Перегрузка двигателя на валу.

7

АД не запускается на холостом ходе

Ж

Замыкания между отдельными листами сердечников вследствие образования заусенцев при обточке или из-за ударов.

8

АД не запускается под нагрузкой

З

Оголённые токоведущие части касаются деталей машины. Отсыревание обмоток.

9

АД не развивает номинальные обороты

И

Отсыревание обмоток.

Засорение машины токопроводящей пылью.

10

Перегрев обмоток статора

К

Перегрузка двигателя на валу.

Обрыв в фазе ротора (для АД с фазным ротором).

Ход работы

1. Повторить устройство, принцип действия трёхфазного АД (Приложение А).

2. Изучить внешние признаки изменения режимов работы, определить возможные неисправности асинхронных двигателей. Заполнить таблицу отчёта

Таблица отчёта

Контрольные вопросы.

  1. В чём отличие статоров трёхфазного и однофазного АД.

  2. Назвать два вида роторов АД и их конструктивное отличие.

  3. Какая скорость называется синхронной? По какой формуле определяется?

  4. Какая скорость называется механической? По какой формуле определяется?

  5. К чему приводит выход из строя конденсатора в пусковой обмотке однофазного АД?

Практическая работа

Расчёт двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением

Цель: производить расчёт электрических и магнитных цепей, знать устройство и принцип действия электрических машин, принцип регулирования электрических машин.

Задание: По паспортным данным рассчитать параметры двигателя постоянного тока (ДПТ) с параллельным возбуждением: потребляемую мощность, КПД, момент на валу, пусковой ток. Построить электромеханическую характеристику (ЭМХ) n ~ (I). По ЭМХ определить скорость n при I= 2·Iном . Начертить электрическую схему.

Данные к практической работе

Паспортные данные ДПТ с параллельным возбуждением

напряжение питания 220В

Р2 (кВт)

n (об/мин)

Iн (А)

Rя (Ом)

1

2,5

1230

14

1,63

2

3

1200

17

1,43

3

4,5

1050

26

0,94

4

5,5

1460

31

0,53

5

6

1130

33

0,56

6

6,5

1570

34

0,32

7

8

1510

44

0,3

8

8,5

870

47

0,42

9

9,5

1420

50

0,19

10

12

790

65

0,26

11

13

1240

68

0,12

12

16

710

85

0,17

13

17

1160

90

0,07

14

21

660

110

0,11

15

22

630

112

0,05

16

2,5

1200

16

1,63

17

6,5

1490

36

0,32

18

3

1250

18

1,43

19

8

1500

40

0,3

20

4,5

1100

28

0,94

21

8,5

870

47

0,42

22

5,5

1400

35

0,53

23

12

800

70

0,26

24

6

1200

36

0,56

25

16

750

75

0,17

Ход работы

    1. Повторить устройство, принцип действия и электромеханическую характеристику ДПТ (Приложение Б)

    2. Выписать из таблицы паспортные данные ДПТ с параллельным возбуждением в соответствие со своим вариантом.

    3. Начертить схему ДПТ с параллельным возбуждением.

    4. На основании паспортных данных определить:

— потребляемую мощность при номинальной нагрузке на валу Р1=U·I

— КПД η = Р21

— момент на валу двигателя Мэм = 9,55 Р2/n1

— пусковой ток Iп = U/Rя

— построить ЭМХ по двум точкам n0 и nн n0 = U/сеФ, где сеФ = hello_html_m2aab3600.gif

— по ЭМХ определить скорость n при I= 2·Iном

hello_html_587a0d19.gif

Контрольные вопросы

  1. Что входит в статор машины постоянного тока?

  2. Как выполнен якорь машины постоянного тока?

  3. Что необходимо для работы двигателя постоянного тока?

  4. Что необходимо для работы генератора постоянного тока?

  5. Нарисовать электромеханическую характеристику ДПТ с независимым и последовательным возбуждением.

Практическая работа

Определение неисправностей машин постоянного тока

Цель: определять неисправности электрических машин, знать устройство и принцип действия электрических машин, принцип регулирования электрических машин.

Задание: Определить возможные неисправности асинхронных двигателей по внешним признакам изменения режимов работы.

Д

Сильный нажим щёток, повышенное искрение, перегрузка.

Генератор

6

Нет напряжения на выводах.

Е

Низкая частота вращения, обрыв или плохой контакт в обмотке якоря и на коллекторе.

7

Напряжение ниже номинального на холостом ходу

Ж

Замыкания отдельных листов сердечников вследствие образования заусенцев.

Двигатель

8

Не запускается

З

Недостаточная смазка, износ или неисправность подшипников.

9

Частота вращения ниже номинальной.

И

Плохо закреплённые щёткодержатели, щётка только частью касается коллектора (не притёртая)

10

Перегрев обмотки якоря.

К

Замыкание между коллекторными пластинами, междувитковое замыкание обмотки якоря, плохая вентиляция.

11

Перегрев коллектора

Л

Перегрузка, напряжение в сети ниже номинального.

Ход работы

1. Повторить устройство, принцип действия машины постоянного тока (Приложение Б).

2. Изучить внешние признаки изменения режимов работы, определить возможные неисправности машин постоянного тока. Заполнить таблицу отчёта

Таблица отчёта

Контрольные вопросы.
  1. Перечислить конструктивные элементы статора и их назначение.

  2. Перечислить конструктивные элементы якоря.

  3. На каких законах основано действие генератора? двигателя?

  4. Перечислить способы регулирования скорости ДПТ.

  5. Как осуществляется реверс двигателя постоянного тока.

Эталоны ответов

Практическая работа «Определение неисправностей машин переменного тока»

Практическая работа «Определение неисправностей машин постоянного тока»

Список использованной литературы

  1. Кисаримов Р.А. Справочник электрика. — М: ИП РадиоСофт, 1999. – 320 с.

  2. Электрические машины и микромашины: учеб. для электротехн. спец. вузов/ Д.Э. Брускин, А.Е. Зорохович, В.С. Хвостов. – М.: Вш, 1990. – 528 с.

  3. Электротехника и электроника: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования/ Б.И. Петленко, Ю.М. Иньков; под редакцией Б.И. Петленко.0 М.: Академия, 2010. – 320 с.

Приложение А

Асинхронный двигатель (АД)

Конструкция.

АД состоит из двух частей: статор и ротор (рис. 1).

Статор – неподвижная часть. Выполнен аналогично статору синхронного генератора. Имеет шихтованный сердечник и трёхфазную обмотку, которая подключается звездой или треугольником к сети трёхфазного тока.

Ротор – подвижная часть. Состоит: вал, шихтованный сердечник из электротехнической стали, обмотка ротора. Ротор бывает короткозамкнутый и фазный. Обмотка короткозамкнутого ротора выполняется из алюминиевых стержней, замкнутых по бокам короткозамыкающими кольцами (беличья клетка). Иногда пазы сердечника просто заливаются алюминием. Обмотка фазного ротора выполняется трёхфазной из медного провода. Соединяется «звездой» и через три кольца и три щётки замыкается на реостаты.

hello_html_6e0aa39b.gif

Принцип действия.

Обмотка статора, подключенная к сети трёхфазного тока, создаёт вращающееся магнитное поле. Скорость вращения магнитного поля называется синхронная скорость n = 60f/p, где р – число пар полюсов в одной фазе. Магнитное поле статора, пересекая обмотку ротора, индуктирует в ней ЭДС по закону электромагнитной индукции. Так как обмотка ротора замкнута, ЭДС создаёт в ней ток ротора Iр. Ток ротора, взаимодействуя с магнитным полем статора, образует электромагнитный вращающий момент Мэм по закону электромагнитной индукции. Под действием момента ротор начинает вращаться. Механическая скорость – скорость вращения ротора n1 = n(1 – s), где s – скольжение, показывающее на сколько скорость ротора меньше скорости магнитного поля. Условие работы АД: n1 < n. Из-за неравенства скоростей двигатель называется Асинхронным.

Таблица синхронных скоростей (для частоты 50 ГЦ)

а б

Рис.2. Условное обозначение трёхфазного асинхронного двигателя в электрической схеме: а – с фазным ротором, б – с короткозамкнутым ротором.

Приложение Б

Конструкция машины постоянного тока (МПТ)


Конструктивно МПТ делится на 2 части: статор и якорь (рис. 3).

СТАТОР — неподвижная часть машины. В него входят: остов (станина), главные и добавочные полюса, щеточный аппарат, подшипниковые щиты.
Остов отливают из стали. Выполняет 2 функции:

1) к нему крепятся полюса, щеточный аппарат, подшипниковые щиты, снаружи имеются приливы для транспортировки (ушки) и лапы для крепления к Фундаменту, люки для осмотра и вентиляции.

2) служит частью магнитопровода, т.е. через него проходит магнитный поток машины Ф. Полюса бывают главные и добавочные.

Главные полюса (ГП) являются электромагнитами и служат для создания основного магнитного потока Ф. Сердечники ГП для уменьшения действия вихревых токов выполняются шихтованными (h =0,5 — 1,5 мм), скрепляются заклепками. Болтами сердечник крепится к остову. К сердечникам ГП крепится полюсной наконечник, служащий для равномерного распределения магнитного потока Ф. На сердечнике ГП закрепляется обмотка из медного провода, которая называется обмоткой возбуждения ОВ. ОВ подключается последовательно, параллельно или независимо с ОЯ. Число ГП всегда четное 2,4,6,…,24 =2р. Добавочные полюса располагаются между ГП, их число равно числу ГП. Добавочные полюса компенсируют искажение магнитного поля, обеспечивая безыскровую работу. Сердечники ДП могут быть монолитные или шихтованные (сталь). Обмотка ДП подключается последовательно с ОЯ.

Щёточный аппарат состоит: щётка, щеткодержатель (рис.5), щёточная поворотная траверса (рис.6). Щетки предназначены для соединения коллектора с внешней цепью, изготовлены на основе графика (УГ, Г, ЭГ). Щетки устанавливаются в щёткодержатель и прижимаются пружинами (нажимное устройство). Нажим строго регулируется для устранения повышенного износа, нагрева, искрения под щётками.

К щеткам крепится гибкий щеточный канатик для отвода тока. Щеткодержатели крепятся непосредственно к остову или на щеточной поворотной траверсе, которая в свою очередь крепится к остову.

ЯКОРЬ — подвижная часть машины. В него входит: вал, сердечник, обмотка якоря ОЯ, коллектор.

Вал выполняется литьем из стали. На него напрессовывается сердечник якоря, выполненный из листов электротехнической стали фигурной формы (звездочек). При сборке образуются пазы, в которые закладывается обмотка якоря ОЯ, выполненная из медного провода с лаковой изоляцией. ОЯ выполняется в форме витков, концы которых припаиваются к коллекторным пластинам. ОЯ бывают петлевые, волновые, комбинированные.

Коллектор (рис. 4) имеет вид цилиндра, собранного из пластин твердотянутой меди изолированных миканитовыми или слюдяными прокладками. Поверхность коллектора обтачивают и шлифуют. Прокладки фрезеруют на 0,8-1,5мм ниже уровня пластин коллектора. При работе по поверхности коллектора скользят щетки, т.о. он является подвижным электрическим контактом.

Способы включения обмотки возбуждения МПТ

hello_html_48ccfae8.pnghello_html_m8152801.png

МПТ с независимым возбуждением МПТ с параллельным

возбуждением

hello_html_a88ae06.png

hello_html_51caf38a.png

МПТ с последовательным возбуждением

МПТ со смешанным возбуждением

hello_html_m57331b0.gif

Принцип действия двигателя постоянного тока (ДПТ)

Двигатель преобразует электрическую энергию в механическую.

Для работы ДПТ необходимо:

1. подключить обмотку возбуждения к источнику питания для создания основного магнитного потока Ф;

2. подключить обмотку якоря к источнику питания для создания тока якоря.

Ток якоря, взаимодействуя с магнитным потоком, создаёт вращающий электромагнитный момент МЭМ , под действием которого якорь начинает вращаться.

n = ce Iя Ф,

где ce – конструктивная электрическая постоянная машины.

При вращении якоря в магнитном поле в обмотке якоря индуктируется ЭДС по закону электромагнитной индукции. Эта ЭДС направлена против тока якоря, созданного ЭДС внешнего источника питания, поэтому называется противоЭДС. Наличие противоЭДС приводит к тому, что в момент пуска – самый большой пусковой ток, при увеличении частоты вращения якоря – ток якоря уменьшается.

Принцип действия генератора постоянного тока (ГПТ)

Генератор преобразует механическую энергию в электрическую.

Для работы ГПТ необходимо:

1. подключить обмотку возбуждения к источнику питания для создания основного магнитного потока Ф;

2. приложить к валу генератора внешний вращающий момент Мвн.

При вращении вала обмотка якоря пересекает магнитное поле, по закону электромагнитной индукции в ней индуктируется ЭДС, которая создаёт напряжение на выводах генератора.

Е = cм n Ф

где cм – конструктивная магнитная постоянная машины.

Если к генератору подключить нагрузку (замкнуть цепь), то по обмотке якоря начнёт протекать ток якоря. Ток якоря, взаимодействуя с магнитным полем, создаёт электромагнитный тормозной момент. Это приводит к тому, что при подключении нагрузки к генератору его скорость падает.

Электромеханическая характеристика машины постоянного тока

hello_html_4fe234f0.gif

n = hello_html_m1a1ed32f.gif

Практическая электроника version 2.0 | Практическая электроника

Вы не знаете, чем плюс отличается от минуса? Не знаете, что такое напряжение, сила тока, трансформатор, резистор, транзистор? Желаете научиться понимать и читать электрические схемы? Вы хотите серьезно заняться электроникой и стать профи-электронщиком? Тогда эта книга для Вас, мой любимый читатель!

Практическая электроника version 2.0 – это полностью переработанная и дополненная первая часть книги. В книге исправлены небольшие ошибки, а также учтены все пожелания читателей.

Практическая электроника version 2.0

В этой книге вы найдете множество интереснейших статей по электронике на простом доступном языке. В ней большое количество фотографий, рисунков и различных опытов, что делает эту книгу поистине ценным учебником для начинающих электронщиков. Прочитав эту книгу полностью, вы без труда начнете разбираться в простых электрических схемах, понимать радиотехнические термины, научитесь уверенно держать паяльник в руках и овладеете искусством пайки на уровне профи-электронщика. Научившись паять и разбираться в схемах, вы без труда спаяете любое электронное устройство или даже научитесь ремонтировать сложные электронные устройства.

Стоит ли ее качать, ведь она весит почти 200 Мегабайт и занимает 800 с лишним листов? Однозначно стоит! Потому что такого огромного количества фотографий и рисунков вы не встретите ни в одной другой книге! Книга распространяется абсолютно бесплатно! Скачивание происходит сразу же по прямой ссылке на высокой скорости. Желательно качать книгу в формате PDF. Для тех, кого не устраивает шрифт и тд, качаем в формате DOC. Приятного чтения, дорогие мои читатели!

в формате PDF

 здесь 

в формате DOC

зд есь

PS: Друзья! Спасибо вам за то, что указали некоторые недочеты и грубые ошибки в книге. Буду очень рад различной конструктивной критике. В настоящее время грубые ошибки в книге в  статье “Сопротивление проводника и диэлектрика” про золотые разъемы, а также косячные статьи про напряжение, силу тока, закон Ома, OWON SDS6062″Измерение среднеквадратичного напряжения”.   На сайте эти статьи исправлены.

 С уважением админ сайта и автор книги “Практическая электроника”.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о