41741

ОДНОФАЗНАЯ ЦЕПЬ С ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ СОЕДИНЕНИЕМ ЭЛЕМЕНТОВ. РЕЗОНАНС НАПРЯЖЕНИЙ

Лабораторная работа

Физика

РЕЗОНАНС НАПРЯЖЕНИЙ Цели и задачи исследования Исследовать электрическое состояние линейной электрической цепи синусоидального тока при последовательном соединении катушки индуктивности и конденсатора при изменении частоты источника питания. Научиться экспериментально определять параметры электрической цепи и строить векторные диаграммы по данным опыта. Исследовать изменение угла сдвига фаз между током и напряжением источника питания при настройке цепи на резонанс напряжений. Теоретические пояснения Процесс протекающий в электрической...

Русский

2013-10-25

349.99 KB

85 чел.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

ОДНОФАЗНАЯ ЦЕПЬ С ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ СОЕДИНЕНИЕМ ЭЛЕМЕНТОВ. РЕЗОНАНС НАПРЯЖЕНИЙ

Цели и задачи исследования

  1.  Исследовать электрическое состояние линейной электрической цепи синусоидального тока при последовательном соединении катушки индуктивности и конденсатора при изменении частоты источника питания.
  2.  Научиться экспериментально определять параметры электрической цепи и строить векторные диаграммы по данным опыта.
  3.  Исследовать явление резонанса напряжений.
  4.  Исследовать изменение угла сдвига фаз  между током и напряжением источника питания при настройке цепи на резонанс напряжений.

Теоретические пояснения

Процесс, протекающий в электрической цепи переменного тока, состоящей из последовательно соединенных элементов R, L, C, характеризуется следующими соотношениями: величина действующего значения тока в цепи   ,   где   

U – действующее значение приложенного синусоидального напряжения    ;

– полное сопротивление цепи;

– активное, индуктивное и емкостное сопротивления;

 – реактивное сопротивление цепи.

Угол сдвига фаз между напряжением источника и током

.

При различном соотношении величин ХL и ХС  электрическая цепь имеет различный характер нагрузки: при  ХL > ХС  – активно-индуктивный, при этом напряжение источника питания опережает по фазе ток; при ХL < ХС  – активно-емкостной, напряжение источника отстает по фазе от тока в цепи; при равенстве индуктивного и емкостного сопротивлений или   , Х = 0 в цепи имеет место резонанс напряжений, при этом угловая резонансная частота  ,   резонансная частота , а ток в цепи максимальный по величине и совпадает по фазе с напряжением источника.

Энергетический процесс при резонансе напряжений в цепи с последовательно соединенными реальной индуктивной катушкой (Rк, Хк) и идеальным конденсатором (RC=0, XC) можно рассматривать как наложение двух процессов – необратимого процесса преобразования потребляемой от источника электрической энергии в тепло, выделяемое на активном сопротивлении цепи и процесса, представляющего собой колебание энергии внутри электрической цепи: между магнитным полем индуктивной катушки и электрическим полем конденсатора. Первый процесс характеризуется величиной активной мощности , а второй величиной реактивной мощности . Колебаний энергий между источником питания и электрической цепью в режиме резонанса не происходит.

Подготовительный этап исследования

  1.  Пользуясь учебником и конспектом лекций изучить материал по однофазным электрическим цепям с последовательным соединением элементов R, L, C. Усвоить принцип построения векторных диаграмм.
  2.  Изменением каких параметров цепи или источника питания в схеме, изображенной на рис. 3.1, можно добиться резонанса? Записать его условие для этой схемы.
  3.  Рассчитать в исследуемой схеме (рис. 3.1.). Исходные данные для расчета приведены в таблице 3.1., номер варианта выбирается по указанию преподавателя.
  4.  Составить заготовку отчета по лабораторной работе.

Методика исследования

Элементы и приборы схемы электрической цепи, изображенной на рис. 3.1.:

  1.  U – источник синусоидального напряжения  с регулируемой амплитудой напряжения и регулируемой частотой ;
  2.  L, C – катушка индуктивности и конденсатор, параметры которых выбираются из таблицы 3.1. по варианту указанному преподавателем.
  3.  три мультиметра, один из которых используется для измерения переменного тока в ветви схемы (предел до 200 мА), а два других – для измерения переменного напряжения (предел измерения 20В).

Таблица 3.1

Вариант

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

U

В

6

6

6

6

5

5

5

5

1,5

1,5

L

мГн

100

100

100

100

40

40

40

40

10

10

C

мкФ

1

0,47

0,22

0,1

1

0,47

0,22

0,1

1

0,47

  1.  Выбрать элементы цепи из числа комплектующих к стенду согласно варианту, заданному преподавателем. Используя мультиметр в качестве омметра, измерить сопротивление катушки индуктивности и значение записать в таблицу 3.2.
  2.  Собрать цепь по схеме, показанной на рис. 3.1.

Рис. 3.1.

V1

K

 V

R

L

C

A

U

  1.  Закоротить конденсатор ключом К. Снять показания приборов и результаты измерений записать в таблицу 3.2.

Таблица 3.2.

Измерено

Вычислено

I

U1

f

R

Zк

XL

L

cosк

к

fрез

A

В

Гц

Ом

Ом

Ом

Гн

-

град

Гц

  1.  Рассчитать параметры катушки и величину fрез, значения записать в таблицу 3.2.
  2.  Разомкнуть ключ К в цепи. Изменяя величину частоты источника подобрать режим резонанса напряжений по максимальному току в цепи, сравнить полученную опытным способом частоту со значением  fрез, рассчитанным ранее. Результаты измерений записать в таблицу 3.3.

Далее снять показания приборов при четырех значениях частоты: два значения  f < fрез, и два значения  f > fрез. Записать их в табл. 3.3.

Таблица 3.3.

Измерено

Вычислено

f

I

U

UК

UС

Z

XL

XС

X

cos

Гц

A

В

В

В

Ом

Ом

Ом

Ом

-

град

Обработка результатов исследования

  1.  Рассчитать параметры электрических цепей и результаты записать в таблицу 3.3.
  2.  Построить векторную диаграмму по данным таблицы 3.2.
  3.  По данным таблицы 3.3. построить три векторные диаграммы для трех режимов: а) f = fрез, б)  f < fрез, в) f > fрез. Диаграммы строить в масштабе. Масштаб напряжения , масштаб тока .
  4.  По данным таблицы 3.3. построить в общих осях координат зависимости I, UK, UC, cos  как функции f. Проанализировать характер изменения кривых.

Анализ результатов исследования

Провести анализ результатов исследования  и сформулировать выводы  в виде ответов на следующие вопросы:

  1.  Как изменяется активная мощность, потребляемая цепью при настройке ее на резонанс?
  2.  Как повлияет на резонансные явления включение в цепь добавочного сопротивления Rдоб?
  3.  Как  изменяется угол сдвига фаз  между током и напряжением источника питания при последовательном соединении индуктивной катушки и конденсатора, если частоту f изменять от 0 до  (по данным табл. 3.3.)? Построить график (f).

Контрольные вопросы

а) для допуска к выполнению лабораторной работы:

  1.  Цель лабораторной работы.
  2.  Показать треугольник сопротивлений для индуктивной катушки.
  3.  Как рассчитать параметр L индуктивной катушки по показаниям амперметра, вольтметра и значению частоты f ?
  4.  Как рассчитать активную мощность и в каких элементах электрической цепи она потребляется?
  5.  В какой цепи и при каком условии наступает резонанс напряжений?
  6.  Каковы признаки резонанса напряжений?
  7.  Изменением каких параметров электрической цепи можно получить резонанс напряжений?
  8.  Как рассчитать полную мощность цепи переменного тока?
  9.  Записать выражение для определения коэффициента мощности цепи.

б) для защиты отчета:

  1.  Дать физическое толкование активной, реактивной и полной мощности.
  2.  Каковы соотношения мощностей Р, Q, S при резонансе напряжений?
  3.  Почему при резонансе напряжений амперметр показывает максимальное значение?
  4.  Показать треугольник сопротивлений для цепи последовательно соединенных индуктивной катушки и конденсатора.
  5.  Объяснить построение векторных диаграмм.
  6.  Почему при резонансе напряжений UK  > UC?
  7.  Объяснить вид зависимости тока I как функции от частоты f.
  8.  В чем состоит сходство и отличие электрических процессов в цепи с емкостью и индуктивностью?
  9.  Какое явление в цепях переменного тока называют резонансным?

ЛИТЕРАТУРА

  1.  Электротехника и электроника / Под ред. В.Г. Герасимова. Кн. 1: Электрические и магнитные цепи. – М.: Энергоатомиздат, 1996, с. 82-103.
  2.  Касаткин А.С., Немцов М.В.  Электротехника – М.: Энергоатомиздат, 1983, с.  84-88, 97-98.
  3.  Борисов Ю.М. Липатов Д.Н. Электротехника – М.: Энергоатомиздат, 1985, с. 76-95.
  4.  Волынский Б.А., Зейн Е.Н., Шатерников В.Е. Электротехника – М.: Энергоатомиздат, 1987, с. 83-90, 109-119.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

ОДНОФАЗНАЯ ЦЕПЬ С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ СОЕДИНЕНИЕМ

ЭЛЕМЕНТОВ. РЕЗОНАНС ТОКОВ

         Цели и задачи исследования

  1.  Исследовать электрическое состояние линейной электрической цепи синусоидального тока при параллельном соединении различных приемников.
  2.  Научиться экспериментально определять параметры электрической цепи и строить векторные диаграммы по данным опыта.
  3.  Исследовать явление резонанса токов.
  4.  Исследовать изменение угла сдвига  между напряжением и током источника при настройке электрической цепи на резонанс токов.

Теоретические пояснения

В электрической цепи с параллельным соединением резистивных, индуктивных и емкостных элементов (R, L, C) при синусоидальном напряжении источника величина действующего значения общего тока определяется по закону Ома.

,

где Y – полная проводимость всей цепи;

      U – действующее значение напряжения источника питания.

Модули действующих значений токов в ветвях (рис. 4.1.), согласно закону Ома, равны:

I2

С

L

R2

U

R1

I

I1

Рис. 4.1.

;      .

При этом  полная проводимость каждой ветви

,               ,

полная проводимость всей цепи

,

где  и    –  активные проводимости неразветвленной части цепи, первой и второй ветвей соответственно;

  и      – реактивные проводимости неразветвленной части цепи, первой и второй ветвей соответственно.

Активные и реактивные проводимости ветвей связаны с соответствующими сопротивлениями этих же ветвей равенствами:

,     ,     ,      .

Угол сдвига фаз между общим током цепи и напряжением источника питания

.

При электрическая цепь имеет активно-индуктивный характер нагрузки, ток неразветвленного участка цепи отстает по фазе от напряжения источника питания. При цепь имеет активно-емкостной характер нагрузки, общий ток цепи опережает по фазе напряжение источника питания. В частном случае при равенстве индуктивной и емкостной проводимостей , т.е. имеет место явление резонанса токов, электрическая цепь при этом имеет активный характер нагрузки, ток в общей цепи при этом минимальный по величине и совпадает по фазе с напряжением источника, при этом угловая резонансная частота    (при условии, что ), тогда резонансная частота .

Энергетический процесс при резонансе токов можно рассматривать как наложение двух процессов – необратимого процесса преобразования потребляемой от источника электрической энергии в тепло, выделяемое на активном сопротивлении цепи и процесса, представляющего собой колебание энергии внутри электрической цепи: между магнитным полем индуктивной катушки и электрическим полем конденсатора. Первый процесс характеризуется величиной активной мощности , а второй величиной реактивной мощности . Колебаний энергий между источником питания и электрической цепью в режиме резонанса не происходит.

Подготовительный этап исследования

  1.  Пользуясь учебником и конспектом лекций изучить материал по однофазным электрическим цепям с параллельным соединением элементов R, L, C. Ознакомиться с принципом построения векторных диаграмм.
  2.  Изменением каких параметров цепи или источника питания в схеме, изображенной на рис. 4.1, можно добиться резонанса? Записать его условие для этой схемы.
  3.  Как по величине входного тока установить, что достигнут резонанс?  
  4.  Составить заготовку отчета к лабораторной работе.

Методика исследования

Элементы и приборы схемы электрической цепи, изображенной на рис. 4.2.:

  1.  U – источник синусоидального напряжения  с регулируемой амплитудой напряжения и регулируемой частотой ;
  2.  , L, – катушка индуктивности, – конденсатор, параметры которых выбираются из таблицы 4.1. по варианту указанному преподавателем.
  3.  три мультиметра, один из которых используется для измерения переменного напряжения (предел измерения 20В), а два других – для измерения переменного тока в ветвях схемы (предел до 200 мА).

                                                                                                          Таблица 4.1

Вариант

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

L

мГн

40

40

40

40

40

100

100

100

100

100

C

мкФ

1

0,47

0,57

0,22

1,22

0,47

1

1,1

0,57

1,22

     1. Выбрать элементы цепи из числа комплектующих к стенду согласно варианту, заданному преподавателем. Используя мультиметр в качестве омметра, измерить сопротивление катушки индуктивности и значение записать в таблицу 4.2. Вычислить резонансную частоту .

                                                                                                         Таблица 4.2

R

L

C

Ом

мГн

мкФ

кГц

  1.  Собрать цепь по схеме, показанной на рис. 4.2.

Рис. 4.2

K

V

L

C

R

A

A

  1.  Во всем диапазоне изменения частот действующее значение напряжения источника следует поддерживать с помощью регулятора «Амплитуда» на уровне  U = 6 В. Изменяя величину частоты источника регулятором «Частота», подобрать режим резонанса токов по минимальному току в цепи, сравнить полученную опытным путем частоту со значением  , рассчитанным ранее. Далее выполнить по два – три  режима при  f < и при  f > . Результаты всех измерений записать в табл. 4.3.

Таблица 4.3

Измерено

Вычислено

U

f

I

Y

BL

BC

B

G

В

кГц

А

А

А

Ом-1

Ом-1

Ом-1

Ом-1

Ом-1

град

Обработка результатов исследования

  1.  Рассчитать ток в ветви с конденсатором и параметры электрической цепи (табл. 4.3), используя  следующие соотношения:

,    ,     ,    ,   ,  B= –BL+BC ,  ,  ,

.

  1.  Построить векторные диаграммы по данным таблицы 4.3. для трех режимов а) ,  б) , в) . Диаграммы строить в масштабе. Масштаб напряжения    В/см, масштаб тока     А/см.
  2.  По данным табл. 4.3. построить в общих осях координат зависимости , ,,  как функции частоты f .

Анализ результатов исследования

Провести анализ результатов исследования  и сформулировать выводы  в виде ответов на следующие вопросы:

  1.  Объяснить характер изменения токов , , в цепи при изменении частоты напряжения, почему при резонансе токов ? Анализ выполнить с использованием аналитических выражений токов, включающих напряжение и проводимости.
  2.  Как изменятся токи I , , в цепи, если при резонансе токов в одинаковое число раз (например, в n раз) увеличить одновременно индуктивную и емкостную проводимости?
  3.  Как изменяется угол сдвига фаз  между напряжением и входным током цепи и соответственно коэффициент мощности cos при параллельном соединении индуктивной катушки и конденсатора, если частоту источника изменять от f = 0 до f =  Гц, анализ выполнить с применением аналитических выражений для и .  Построить график  (f).

 

Контрольные вопросы

а) для допуска к выполнению лабораторной работы

  1.  Какова цель лабораторной работы?
  2.  Записать формулу для определения полной проводимости всей цепи (рис. 4.2.) и индуктивной катушки.
  3.  Показать треугольник проводимостей для индуктивной катушки.
  4.  Как понимать выражения «реальная катушка», «идеальный конденсатор»?
  5.  В каких электрических цепях возможен резонанс токов?
  6.  Изменением каких параметров цепи можно получить резонанс токов?
  7.  Каковы признаки резонанса токов?

б) для защиты отчета

  1.  Дать определение действующего значения переменного тока.
  2.  Записать соотношения между активными и реактивными проводимостями и сопротивлениями ветви.
  3.  Чем вызван фазовый угол сдвига тока относительно напряжения в электрических цепях переменного тока?
  4.  Дать физическое толкование активной, реактивной и полной мощностей.
  5.  Показать треугольник проводимостей для параллельно соединенных индуктивной катушки и конденсатора при , , .
  6.  Объяснить построение векторной диаграммы для цепи с параллельно соединенными катушкой и конденсатором для одного из случаев: а) ,  б) , в) .
  7.  Записать выражение для резонансной частоты.
  8.  Почему ток в индуктивной катушке при резонансе токов больше, чем ток в ветви с конденсатором?
  9.  Почему при резонансе токов ток в конденсаторе или катушке может быть больше тока в неразветвленной части цепи?

ЛИТЕРАТУРА

1. Электротехника и электроника / Под ред. В. Г. Герасимова. Кн. 1: Электрические и магнитные цепи. – М.: Энергоатомиздат, 1996. – С. 103–112.

  1.  Касаткин А. С., Немцов М. В.  Электротехника. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – С.  84–88, 97–98.

Борисов Ю. М. Липатов Д. Н. Электротехника. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – С. 76–82, 95–104.

3. Волынский Б. А., Зейн Е. Н., Шатерников В. Е. Электротехника. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – С. 92–96, 109–114, 120–123.

Лабораторная работа  №5

ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХФАЗНОЙ ЦЕПИ ПРИ СОЕДИНЕНИИ         ФАЗ ПРИЕМНИКОВ ЗВЕЗДОЙ

Цель работы

1. Исследовать трехфазную цепь при соединении пассивных приемников звездой при различных режимах работы.

2. Установить соотношение между фазными и линейными напряжениями в трехпроводной и четырехпроводной цепи при симметричном и несимметричном приемниках.

3. Исследовать влияние нейтрального провода на напряжения и токи симметричного и несимметричного трехфазных приемников.

4. Ознакомиться с методикой построения векторных диаграмм для различных режимов работы исследуемой цепи.

Теоретические пояснения

Трехфазная цепь состоит из трех основных элементов: трехфазного генератора с трехфазной системой ЭДС , , трёхпроводной или четырёхпроводной линии передачи электрической энергии и приёмников, которые могут быть как трёхфазными так и однофазными. Электрическая схема цепи представлена рис.1.

Рис.1

При соединении звездой концы фаз трехфазного генератора или источника электрической энергии объединены в общую точку N, называемую нейтральной или нейтралью. Аналогично соединяются концы фаз трёхфазного приёмника и точку соединения их n называют нейтралью приёмника. Провода, соединяющие начала фаз источника и приёмника Aa, Bb, Cc называют линейными, провод, соединяющий нейтральные точки источника и приёмника  Nn – нейтральным.

Напряжения , , между началами и концами фаз источника питания являются его фазными напряжениями, а напряжения , , между концами фаз приёмника фазными напряжениями приёмника. Напряжения , , между началами фаз источника и соответственно между линейными проводами сети называются линейными.

Трёхфазные источники питания выполняются с симметричной системой ЭДС, которой соответствуют симметричные системы фазных и линейных напряжений. Симметричные системы напряжений характеризуются следующими соотношениями: , = = =, векторы напряжений каждой из систем сдвинуты относительно друг друга на угол 2/3, по модулю линейные напряжения в раз больше фазных и опережают соответствующие фазные напряжения на угол /6. Векторная диаграмма фазных напряжений источника и линейных напряжений сети показана на рис. 2.

Приёмники (потребители) электрической энергии могут быть симметричными с сопротивлениями и несимметричными, если .

Напряжение между нейтралями n и N  можно определить, используя  метод междуузлового напряжения [1, с. 161–162] по формуле

                               ,

где , , , – проводимости фаз приёмника и нейтрального провода.

Напряжения в фазах приёмника можно определить по второму закону Кирхгофа по формулам

, , .

Токи линейные равны токам в фазах приёмника, соединённого звездой и определяются по закону Ома

, , ,

ток нейтрального провода .

В трёхфазной цепи с симметричным приёмником напряжение между нейтралями , , , и следовательно по модулю фазные напряжения симметричного приёмника меньше линейных в раз, т. е. , по фазе фазные напряжения приёмника отстают от соответствующих линейных на угол . Векторная диаграмма напряжений приёмника имеет такой же вид как на рис. 2 для источника. Токи в фазах такого приёмника образуют симметричную систему и ток в нейтральном проводе .

В трёхфазной цепи с несимметричным приёмником при наличии нейтрального провода с , напряжение между нейтралями , система фазных напряжений приёмника остаётся симметричной, но . При отсутствии нейтрального провода   система фазных напряжений приёмника становится несимметричной. Пример векторной диаграммы цепи с несимметричным приёмником показан на рис.3.

 

Рис. 3

Активная мощность потребления электрической энергии трёхфазным приёмником равна сумме активных мощностей фаз потребителя

.

Подготовительный этап исследования

1. Изучить теорию трёхфазных электрических цепей по учебной литературе и конспекту лекций.

2. Иметь понятие о фазных и линейных напряжениях трехфазного симметричного источника (сети) и соотношении между ними.

3. Иметь понятие о фазных напряжениях приёмников,  соединенных  звездой, разобраться с измерением фазных и линейных напряжений сети и приёмника по схеме, изображенной на рис. 4.

3. Иметь представление о роли нейтрального провода в четырёхпроводных трёхфазных цепях.

4. Составить заготовку отчета лабораторной работы.

Методика постановки исследования

Собрать электрическую цепь по схеме, изображенной на рис. 4.

Рис. 4

      Элементы и приборы схемы электрической цепи:

– трёхфазный источник питания с симметричной системой фазных и линейных напряжений, изменяющихся с частотой 50 Гц, действующие значения фазных напряжений системы равны 7 В;

– вольтметр с пределом измерения 20 В;

– амперметры с пределами измерения 200 мА;

– симметричный трёхфазный приёмник, соединённый звездой с сопротивлениями фаз ;

– несимметричный трёхфазный приёмник создаётся изменением нагрузки в одной из фаз в соответствии с вариантом табл. 1 по указанию преподавателя.

                                                                                                                  Таблица 1

Вариант

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Фаза с

a

a

a

b

b

b

c

c

c

a

Ом

220

470

330

220

470

330

220

470

330

220

мкФ

1,0

1,22

1,47

1,22

1,47

1,1

1,47

1,1

1,0

1,1

2. Предъявить собранную электрическую цепь для проверки преподавателю.

3. Исследовать работу собранной электрической цепи при следующих режимах:

а) Нагрузка активная симметричная , нейтральный провод отключен и включен.

б) Нагрузка в заданной фазе увеличена, для чего сопротивление R следует заменить на  < R , нейтральный провод отключен и включен.

в) В заданной фазе идеальный емкостной элемент, для чего резистор R следует заменить на конденсатор ёмкости C, нейтральный провод отключен и включен.

г) Нагрузка в заданной фазе отключена (), нейтральный провод отключен и включен.

д) В заданной фазе короткое замыкание (), нейтральный провод отключен.

Измеренные значения токов и фазных напряжений приёмника записать в табл.2.

Измерить напряжения источника (сети) фазные , , и линейные , , , результаты измерений записать в табл. 2.

Обработка результатов исследования

1. Рассчитать отношения линейных напряжений сети и фазных напряжений приёмника для всех режимов.

2. Рассчитать активные мощности фаз приёмника по формуле (k – индекс фазы) и определить мощность трёхфазного приёмника для всех режимов.

3. Построить векторные диаграммы для режимов 1, 5, 6, 7, 8, 9 табл. 2, топографические для векторов напряжений и лучевые токов. Примеры построения векторных диаграмм для режимов 1 и 5 приведены на рис. 2 и 3 соответственно.

Анализ результатов исследования

Выполнить анализ результатов исследования и сформулировать выводы в виде письменных ответов на следующие вопросы.

1. Сравнить отношения линейных напряжений сети и фазных напряжений трёхфазного приёмника, соединённого звездой, в каких случаях и объяснить почему выполняется  отношение равное и сдвиг по фазе равный .

2. Какие факторы влияют на величину напряжения между нейтралями источника и трёхфазного приёмника, соединённого звездой и в каких случаях оно равно нулю?


                                                                                                                                                                                  Таблица 2

№ п.п.

Нагрузка

Нейтральный провод

Измеренные величины

Расчетные величины

А

А

А

А

В

В

В

В

Вт

Вт

Вт

Вт

1

Нагрузка активная симметричная

Откл.

2

Вкл.

3

Нагрузка в заданной фазе увеличена

Откл.

4

Вкл.

5

В заданную фазу включен идеальный конденсатор

Откл.

6

Вкл.

7

Нагрузка в заданной фазе отключена

Откл.

8

Вкл.

9

В заданной фазе короткое замыкание

Откл.

Фазные и линейные напряжения сети

              В;                В;                  В;

                В;             В;             В.


3. Какова роль нейтрального провода в четырёхпроводной трёхфазной цепи, как влияет сопротивление нейтрального провода на величину напряжения и величины фазных напряжений , , приёмника, соединённого звездой.

Контрольные вопросы

а) для допуска к выполнению лабораторной работы:

1. Какова  цель данной лабораторной работы?  

2. Какие напряжения источника (сети) и приёмника называют фазными и какие линейными?

3. Показать на схеме (рис. 4) и собранной цепи между какими точками следует измерять фазные и линейные напряжения сети, фазные напряжения приёмника?

4. Какая нагрузка называется симметричной?

5. Какая нагрузка называется несимметричной?

6. Каковы соотношения между фазными напряжениями симметричного приёмника, соединённого звездой и линейными напряжениями сети?

7. С какой целью исследования предлагается выполнить при включении нейтрального провода и при отключенном нейтральном проводе?

8. В каких участках цепи токи называются линейными и в каких участках – фазными, показать на схеме рис. 4?

9. Каковы соотношения между фазными токами приёмника, соединённого звездой и линейными токами сети?

10. Как по показаниям приборов установить характер нагрузки симметричный или нет?

б) для защиты отчета

1. Какие два вида напряжений различают в трёхфазных цепях при соединении приёмников звездой?

2. Каковы соотношения между линейными напряжениями сети и фазными напряжениями приёмника, соединённого звездой при симметричном режиме и при несимметричном режиме работы цепи?

3. Как рассчитать напряжение между нейтралями источника и приёмника, соединённого звездой?

4. Как графически по векторной диаграмме определить напряжение между нейтралями источника и приёмника, соединённого звездой?

5. В каких случаях применяется трёхпроводная  и в каких четырёхпроводная трёхфазная сеть?

6. Какова роль нейтрального провода в четырёхпроводной сети?

7. Почему в нейтральный провод не ставят предохранитель с плавкой вставкой?

8. К чему может привести обрыв нейтрального провода при несимметричной нагрузке?

9. Какими станут фазные напряжения и фазные токи симметричного трёхфазного приёмника, соединённого звездой, если произойдёт отключение одной из фаз приёмника при отсутствии нейтрального провода и при наличии нейтрального провода?

10. Меняются ли фазные и линейные напряжения сети при изменении режима работы приёмника?

11. Почему нельзя в четырёхпроводной трёхфазной цепи выполнять опыт короткого замыкания в фазе приёмника?

12. Как  изменятся напряжения и токи в фазах симметричного приёмника, соединённого звездой, если в одной из фаз его при отсутствии нейтрального провода произойдёт короткое замыкание?

13. Как рассчитать активную мощность трёхфазной цепи при симметричной нагрузке?

14. Как рассчитать активную мощность трёхфазной цепи при несимметричной нагрузке?

15. Какими приборами можно измерить активную мощность трёхфазной цепи?

16. Нарисовать возможные схемы включения однофазных ваттметров в трёхпроводную трёхфазную цепь для измерения активной мощности при симметричном и несимметричном режимах работы.

17. Нарисовать возможные схемы включения однофазных ваттметров в четырёхпроводную трёхфазную цепь для измерения активной мощности при симметричном и несимметричном режимах работы.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Электротехника и электроника. Кн. 1. Электрические и магнитные цепи. /Под ред. В.Г. Герасимова: Учебник для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1996, с.153 165, 169 – 170.
  2. Электротехника и электроника. Кн. 3. Электрические измерения и основы электроники. /Под ред. В.Г. Герасимова: Учебник для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1998, с.33 – 39.
  3. Касаткин  А.С., Немцов М.В.  Электротехника.  Учебник для  вузов. – М.: Высшая школа, 2000, с. 106 – 123.
  4. Борисов Ю.М., Липатов Д.Н.,  Зорин Ю.Н. Электротехника. – М.: Энергоатомиздат, 1985, с. 127 – 137, 284 – 287.
  5. Волынский Б.А., Зейн Е.Н., Шатерников В.Е.    Электротехника. – М.: Энергоатомиздат, 1987, 52  54.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

83726. Исследование устойчивости линейных систем автоматического управления 860.5 KB
  Переходная характеристика данной САУ в замкнутом состоянии в графическом виде: Из графика переходной характеристики системы четко видно что данная система при заданных параметрах является неустойчивой. Частотные и импульсные характеристики процесса: Логарифмически амплитудно-частотная и фазочастотная характеристики...
83727. Электрические цепи постоянного тока 112.45 KB
  ак как согласование источника и нагрузки — это выбор соотношения сопротивления нагрузки и внутреннего сопротивления источника с целью достижения заданных свойств полученной системы (как правило, стараются достичь максимального значения какого-либо параметра для данного источника).
83728. Промышленная пыль и средства пылеулавливания 153.5 KB
  Цель работы – определение концентрации пыли весовым (гравиметрическим) методом и оценка воздуха рабочей зоны по пылевому фактору. Приборы и оборудование. лабораторная установка состоит из трех камер (условных рабочих мест) с различной запыленностью воздуха; циклон и рукавный фильтр, вентиляторная установка...
83729. ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК В РАЗОВЫХ ПЕСЧАНО-ГЛИНИСТЫХ ФОРМАХ 822.96 KB
  Зарисовать последовательность изготовления формы конфигурацию моделей и полученной отливки. Сделать вывод сравнив процессы литья в разовую и постоянную формы. Основным способом изготовления отливок является литье в песчаные формы в которых получают около 80 от общего количества отливок.
83730. ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПОНЕНТОВ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ: МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ 102 KB
  Пользователь системы компьютерной обработки данных это специалист профессиональная деятельность которого связана: либо с применением подобной системы как средства выполнения им своих функций обычно операторских аналитических или управленческих.
83731. Решение дробных рациональных уравнений 58.59 KB
  Цели урока: Обучающая: формирование понятия дробные рациональные уравнения; рассмотреть различные способы решения дробных рациональных уравнений; рассмотреть алгоритм решения дробных рациональных уравнений включающий условие равенства дроби нулю; обучить решению дробных рациональных уравнений по алгоритму...
83732. Какие бывают растения? 150.63 KB
  Древесные и травянистые жизненные формы растений и их отличительные признаки; лекарственные растения края; осенние изменения в жизни растений различать травянистые и древесные жизненные формы растений по их внешним признакам; распознавать растения края...
83733. Глобус – модель Земли 44.52 KB
  Цель: познакомить с глобусом – моделью Земли; формировать понятия: глобус модель экватор полюса земная ось материки океаны. Планируемые результаты предметные: научатся: определять форму планеты Земля находить на глобусе полюса экватор земную ось материки океаны; иметь представление о накоплении...
83734. What do we name the Motherland? Что мы называем Родиной? 87 KB
  Teacher: Ok, you are right. The title of our lesson is our motherland and its power. Are you ready to find out more interesting information concerned this topic? If yes, let’s get the ball rolling. После ответов учащихся, учитель подводит итог ответам и объявляет тему и цель урока.