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

Карагандинский технический университет

Таранов А.В.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ЛАБОРАТОРНЫМ ЗАНЯТИЯМ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«Теоретические основы электротехники I,II»

Караганда 2020
Таранов А.В. Методические указания к лабораторным занятиям по дисциплине «Теоретические основы электротехники I,II». Караганда: КарТУ, 2020.

Методические указания составлены в соответствии с требованиями учебного плана и программой дисциплины «Теоретические основы электротехники I,II» и включает все необходимые сведения по выполнению тем лабораторных занятий курса.

Методические указания предназначены для студентов специальностей 6В07109 - «Электроэнергетика».

Обсуждена на заседании кафедры «Энергетические системы»

Протокол № 1 от 28.08.2020 г.

Зав. кафедрой ________________ «____»____________2020 г.

(подпись)

С ОДЕРЖАНИЕ

Предисловие 3

Правила внутреннего распорядка и техники безопасности при

выполнении лабораторных работ 5

Лабораторная работа № 1 7

Лабораторная работа № 2 10

Лабораторная работа № 3 13

Лабораторная работа № 4 18

Лабораторная работа № 5 21

Лабораторная работа № 6 25

Лабораторная работа № 7 28

Лабораторная работа № 8 31

Лабораторная работа № 9 35

Лабораторная работа №10 39

Лабораторная работа № 11 43

Лабораторная работа № 12 47

Лабораторная работа № 13 52

Лабораторная работа № 14 56

Лабораторная работа № 15 60

Приложение 63
ПРЕДИСЛОВИЕ
Выполнение лабораторных работ является одним из основных этапов в процессе изучения студентами курса «Теоретические основы электротехники» (ТОЭ). Лабораторные работы способствуют более глубокому усвоению материала, развивают у студентов практические навыки, знакомят с аппаратурой и методами измерений, а также дают иллюстрацию к теоретическим положениям курсов ТОЭ.

Лабораторный практикум состоит из 15 лабораторных работ.

Лабораторная работа № 1 направлена на освоение различных методов анализа линейных электрических цепей постоянного тока, получение навыков сборки электрической цепи в соответствии с заданной схемой, освоение методов определения экспериментальным путем параметров эквивалентного генератора, входных и взаимных проводимостей.

---

Лабораторные работы № 2 и № 3 посвящены изучению резонансных режимов в электрических цепях переменного тока, освоению методов анализа электрических цепей с помощью круговых и топографических диаграмм.

При выполнении лабораторной работы № 4 осваиваются методы разметки индуктивно связанных цепей, экспериментальные методы определения собственных и взаимных индуктивностей, и исследуется трансформатор без ферромагнитного сердечника.

Лабораторные работы № 5 и № 6 направлены на исследование трехфазных цепей, включенных по схемам звезда и треугольник, на освоение методов разметки трехфазных генераторов, построение топографических и круговых диаграмм в трехфазных цепях.

Лабораторные работы № 7 и № 8 посвящены освоению экспериментальных методов исследования переходных режимов в электрических цепях, получению навыков работы с электронными осциллографами.

Лабораторные работы № 9, 10, 11, 12 посвящены методам исследования нелинейных электрических и магнитных цепей, в том числе, с постоянными магнитами; определению вольтамперных характеристик полупроводниковых элементов и кривых намагничивания ферромагнитных материалов, изучению феррорезонансных явлений и триггерных эффектов.

В лабораторной работе № 13 формируются навыки моделирования полевых задач с помощью электропроводящей бумаги.

Лабораторная работа № 14 посвящена экспериментальным исследованиям автоколебаний и переходных процессов с использованием фазовой плоскости, получаемой с помощью электронного осциллографа.

В лабораторной работе № 15 осваиваются экспериментальные методы получения зависимостей коэффициента затухания и коэффициента фазы реактивных фильтров от частоты.

Для успешного выполнения лабораторных работ необходима предварительная подготовка. Поэтому, прежде чем начать работать на соответствующих стендах, студенты должны подтвердить эту подготовленность, ответив на вопросы преподавателя по теме предстоящей работы. В случае недостаточной подготовленности студенты не допускаются к выполнению работы.

Студенты, получившие допуск к работам, самостоятельно выполняют необходимые соединения и переключения на соответствующих стендах и перед включением стенда под напряжение приглашают преподавателя или учебного мастера для проверки правильности монтажа. Выполнив необходимые измерения, стенд отключают. Дальнейшие изменения схем, отключение одних и подключение других приборов, выполняют при отсутствии питающего напряжения. Завершив все переключения, вновь приглашают преподавателя или учебного мастера для проверки правильности сборки соответствующей электрической цепи и с их разрешения включают стенд под напряжение.

---

Работу выполняет бригада из 2 – 3 человек. Отчет готовят 1 на всю бригаду. В отчете должны быть представлены электрические схемы, таблицы экспериментальных данных, формулы для расчетов, графики, векторные диаграммы и выводы по результатам работы.

Завершающим этапом выполнения лабораторной работы является ее защита. При этом каждому студенту индивидуально предлагаются 3 - 4 вопроса по материалам отчета. К выполнению следующей лабораторной работы студенты допускаются только после успешной защиты предыдущей работы.
ПРАВИЛА ВНУТРЕННЕГО РАСПОРЯДКА И ТЕХНИКИ

БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
При работе в лаборатории теоретических основ электротехники во избежание несчастных случаев, а также преждевременного выхода из строя приборов и электрооборудования студент при выполнении лабораторных работ должен строго выполнять следующие правила внутреннего распорядка и техники безопасности:

• 
  приступая в лаборатории к работе, студент должен ознакомиться с правилами внутреннего распорядка и техники безопасности;
  
• 
  после ознакомления с правилами внутреннего распорядка и инструктажа по технике безопасности студент должен расписаться в соответствующем журнале;
  
• 
  при работе в лаборатории запрещается приносить с собой вещи и предметы, загромождающие рабочие места;
  
• 
  в лаборатории запрещается громко разговаривать, покидать рабочие места и переходить от одного стенда к другому;
  
• 
  приступая к работе в лаборатории, студенческая группа делится на бригады, которые затем распределяются по лабораторным стендам;
  
• 
  сборку электрической цепи производят соединительными проводами при выключенном напряжении питания в строгом соответствии со схемой, представленной в лабораторном практикуме, обеспечивая при этом надежность электрических контактов всех разъемных соединений;
  
• 
  приступая к сборке электрической цепи, необходимо убедиться в том, что к стенду не подано напряжение;
  
• 
  при сборке электрической цепи необходимо следить за тем, чтобы соединительные провода не перегибались и не скручивались петлями, приборы и электрооборудование расставляются так, чтобы было удобно ими пользоваться;
  
• 
  собранная электрическая цепь предъявляется для проверки преподавателю или учебному мастеру;
  
• 
  включение электрической цепи под напряжение (после проверки) производится только с разрешения и в присутствии преподавателя или учебного мастера;
  
• 
  при обнаружении неисправностей в электрической цепи необходимо немедленно отключить ее от питающей сети и доложить об этом преподавателю или учебному мастеру;
  
• 
  переключения и исправления в сборной электрической цепи разрешается производить только при отключенном напряжении питания;
  
• 
  запрещается прикасаться пальцами, карандашами и другими предметами к элементам стенда, находящимися под напряжением;
  
• 
  при работе с конденсаторами следует помнить, что на их зажимах, отключенных от сети, некоторое время сохраняется электрический заряд, могущий быть причиной поражения электрическим током;
  
• 
  при обнаружении повреждений электрического оборудования и приборов стенда, а также при появлении дыма, специфического запаха или искрения необходимо немедленно выключить напряжение питания стенда и известить об этом преподавателя или учебного мастера;
  
• 
  после выполнения лабораторной работы необходимо выключить напряжение питания стенда, разобрать исследуемую электрическую цепь и привести в порядок рабочее место;
  
• 
  в случае поражения человека электрическим током необходимо немедленно обеспечить стенд, выключив напряжение питания; при потере сознания и остановке дыхания необходимо немедленно освободить пострадавшего от стесняющей его одежды и делать искусственное дыхание до прибытия врача.
  

---

---

Лабораторная работа №1

Исследование разветвлённой цепи постоянного тока

В курсе «Теоретические основы электротехники» рассматриваются, наряду с расчетными экспериментальные методы исследования различных электрических цепей, Наиболее просто и наглядно это иллюстрируется при исследовании цепей постоянного тока.

цель работы

Научить студентов проведения экспериментальных работ при моделировании линейных электрических цепей постоянного тока.

Задачи работы

1. Получить навыки сборки электрической цепи в соответствии с заданной схемой;

2. Получить навыки работы с приборами при измерении токов и напряжений.

3. Освоить методы холостого хода (ХХ) и короткого замыкания (КЗ) при исследовании электрических цепей.

4. Научиться определять опытным путем параметры эквивалентного генератора, входные и взаимные проводимости в различных ветвях электрической цепи.

Время выполнения лабораторной работы 2 часа.

Описание СТЕНДА

Стенд содержит два источника питания с различными ЭДС: Е₁ и Е₂, три амперметра, переносной электронный вольтметр, набор постоянных и переменных резисторов. Разветвленная цепь собирается из резисторов, закрепленных на стенде. Щитовые амперметры включаются соответственно в первую, вторую и третью ветви цепи. При измерении напряжений прикасаются щупами вольтметра к соответствующим точкам электрической цепи. Если отклонение стрелки вольтметра меньше одной трети шкалы, то переключают диапазон измерения с помощью переключателя, расположенного на лицевой панели амперметра.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

А. В лаборатории:

1 . Определить параметры схемы замещения источников питания. Для этого включить электронный вольтметр в сеть 220 В. Записать его технические характеристики (наименование, тип, класс точности). Переключателями на его передней панели выбрать режим измерений (постоянное напряжение) и диапазон измерений (до 100 В). На стенде включить тумблеры у источников постоянного напряжения и измерить ЭДС

---