Файл: Методические указания к лабораторным занятиям по дисциплине Теоретические основы электротехники I,II.doc

Е₁ и Е₂, для чего щупами вольтметра прикоснуться к клеммам источников питания. Нарисовать в тетради и собрать последовательную цепь: источник - амперметр – резистор R2.

Измерить напряжение на зажимах источника и на резисторе. Повторить все для другого источника.

2. Собрать цепь в соответствии со схемой, приведенной на рис. 1.

3. Подключить источник Е2 (на схеме переключателем S₂ вверх), замкнуть зажимы а иbпереключателем S₁ накоротко и измерить токи I₁,I₂,I₃, U_cd.

4. Подключить источник Е1 ( на схеме переключателем S₁ вверх), замкнуть зажимы с иdпереключателем S₂ накоротко и измерить токи I₁,I₂,I₃, U_ab.

5. Поставить переключатель S₂ в среднее положение (разомкнуть зажимы с иd) и измерить токи I₁,I₂,I₃, а также напряжения U_cd, U_ab. Выключить источники.

Собрать новую цепь, подключив к зажимам источника Е₁ переменное сопротивление (реостат) в соответствии со схемой делителя напряжения, приведенной на рис. 2. Ползунок реостата подключить к переключателю, куда раньше был подключен источник Е₁.

одключить источник Е2 (на схеме переключателем S₂ вверх). Перемещая ползунок реостата, добиться, чтобы ток в третьей ветви стал равным нулю. Измерить ток I₂и напряжение, подаваемое на вход ab исследуемой цепи.

7

. Подключить источник Е₁ в первоначальное положение, отключив реостат (рис. 1). Отключить источник Е₂ и вместо него подключить переменное сопротивление в соответствии с рис. 3.

8. Провести опыт холостого хода, короткого замыкания и режим нагрузки резистором R7, используя переключатель S2. Данные занести в таблицу 1.
Таблица 1

Режим	Параметры цепи
	I, А	I₂, А	I₃, А	U_cd, В
ХХ
КЗ
Нагрузка R7

Б. Дома:

9. На основании измеренных величин в п.1 определить параметры источников питания E₁, R_i₁, E₂, R_i₂ , а также определить сопротивление нагрузки R₂ для двух схем включения (вольтметр включен на источник или на нагрузку) с учетом сопротивлений приборов. Выяснить какую из схем следует использовать при измерении малых сопротивлений.

10. Определить по опытным данным входные проводимости первой и второй ветвей g₁₁и g₂₂, а также взаимные проводимости g₁₂, g₁₃, g₂₃.

11. Рассчитать, используя экспериментально определенные проводимости и Е₁, при каком значении ЭДС во второй ветви

ток в этой ветви равен нулю. Сравнить с экспериментом в п. 5.

12. Рассчитать при каком значении ЭДС E₁^, включаемой вместо Е₁, ток в третьей ветви равен нулю, если ЭДС Е₂ остается прежней. Рассчитать, какой при этом будет ток I₂. Сравнить с данными в п.6.

13. 10. На основании измеренных величин (табл. 1) определить параметры эквивалентного генератора и зависимости I₁ = f₁ (I₂); I₃ = f₂ (I₁), которые будут иметь место при переменном сопротивлении R7.

14. Рассчитать, используя параметры эквивалентного генератора и установленные зависимости токов, максимальное значение мощности, выделяемой в переменном сопротивлении. Определить при этом токи I₁, I₂, I₃ и напряжение U_cd. Сравнить с экспериментом.

15. Оформить отчет, объединяя расчеты с экспериментами (т.е. п.1 и п.9 и т.д.). Подготовить устно ответы на вопросы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. В чем заключается принцип суперпозиции? Как его применить для расчета цепей?

2. Как определить взаимные проводимости (расчетным и экспериментальным путем)?

3. В чем заключается принцип линейности? Как определить соответствующие коэффициенты.

4. Как определить внутреннее сопротивление автомобильного аккумулятора?

5. Как определить для разветвленной цепи опытным путём параметры эквивалентного генератора?

6. Для замены части электрической цепи эквивалентным генератором в п.4 проводился опыт короткого замыкания?

Всегда ли можно делать короткое замыкание электрической цепи?

7. Условие получения максимума мощности в сопротивлении R₃.

8. Нарисуйте схему устройства, использующего аккумулятор с неизменным напряжением и обеспечивающего регулируемое напряжение на выходе.

9. Какие свойства электрических цепей использовались при вычислениях в п. 11?

10. Какие свойства электрических цепей использовались при вычислениях в п. 13?

11. Как определить взаимные проводимости g₂₁ и g₃₂ ? Какие свойства электрических цепей использовать при этом?

1

2. Определить взаимную проводимость g₃₁ для приведенной схемы, где R₁=2 Ом, R₁=3 Ом, R₁=6 Ом.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бессонов, Л.А. Теоретические основы электротехники / Л.А. Бессонов – М.: Высш. шк., 2000. – С. 44-52.

2. Попов, В.П. Основы теории цепей / В.П. Попов – М.: Высш. шк., 1995. – С. 245 – 265.

3. Потапов, Л.А. Краткий курс теоретических основ электротехники / Л.А. Потапов – Брянск: БГТУ, 2001. – С. 15 – 23.

ЛАБОрАТОРНАЯ РАБОТА №2

ИССЛЕДОВАНИЕ НЕРАЗВЕТВЛЁННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Электрические цепи синусоидального тока имеют ряд особенностей, не встречающихся в цепях постоянного тока. Одной из них является резонанс напряжений.

Цель работы

Научить студентов проведению экспериментальных работ при исследовании линейных электрических цепей переменного тока.

Задачи работы

1. Получить навыки работы с лабораторными приборами при изменении токов, напряжений и мощности в цепи переменного тока.

2. Освоить методы определения резонанса напряжений.

3. Научиться экспериментальным путем определять параметры схемы замещения дросселя (индуктивной катушки).

Время выполнения лабораторной работы 2 часа.

ПРИБОРЫ, ОБОРУДОВАНИЕ

В данной работе используются только переносные лабораторные приборы, магазины емкостей и индуктивностей, а также лабораторный автотрансформатор (ЛАТР), позволяющий изменять напряжение питания исследуемой цепи.

Порядок выполнения работы

А. В лаборатории

1. Определение параметров индуктивной катушки

С

обрать цепь по схеме рис. 1

2.Увеличивая с помощью ЛАТРа напряжение, добиться отклонения стрелки амперметра более 0,8 шкалы. Записать показания приборов (U, I, P), характеристики приборов (тип, марку, класс точности) и отключить питание.

Примечание. На многопредельных измерительных приборах указатель переключателя обозначает максимальное значение измеряемой величины в этом диапазоне. Например, если на шкале вольтметра стоят цифры от 0 до 100, а переключатель диапазонов стоит на цифре 300, то это значит максимальное значение измеряемого напряжения 300 В.

У ваттметра могут быть переключатели у токовой обмотки и у обмотки напряжения. Тогда максимальное значение мощности по шкале ваттметра определяется как произведение диапазонов обмоток. Например, диапазон токов 5 А, диапазон напряжений 30 В, тогда максимальное отклонение стрелки ваттметра показывает мощность 5 х 30 = 150 Ватт. Если на шкале 100 делений, то в одном деление 1,5 Вт.

3. Рассчитать активное сопротивление индуктивной катушки

R=P/I² и напряжение U = IR, где I – то же, что и в 1 опыте (п.2).

4. Включить последовательно с катушкой блок конденсаторов.

6. С помощью ЛАТРа установить напряжение, рассчитанное выше. Изменяя величину емкости конденсаторов (включая их тумблером вверх) снять резонансную кривую I(C). Определить более точно величину емкости, при которой ток максимален. Для этого вблизи максимума нужно добавлять и убавлять емкость, пользуясь самыми малыми величинами емкостей, имеющимися на стенде. Записать для этих 3 точек данные в таблицу.

Для построения резонансной кривой выбрать еще по 3 емкости слева и справа от максимума тока, при которых ток примерно в

, в 2 и в 4 раза меньше максимального. Заполнить таблицу из 9 строк

Таблица

U, В	C, мкФ	I, А	U_C, В	U_K, В

Б. Дома

7. По данным опыта 1 определить индуктивность катушки L_К. Оценить погрешность определения активного сопротивления катушки.

Примечание. Относительная погрешность измерения напряжения 70 В при использовании шкалы 100 В и классе точности прибора 0,5 равна

При определении относительной погрешности полного сопротивления катушки, которое вычисляется по формуле Z = U/I, относительные погрешности измерения напряжений и токов суммируются.

8. Рассчитать емкость, которую нужно включить в цепь для получения резонанса. Сравнить ее с полученной в п. 6.

9. Используя полученные ранее значения R и L