
- •Кафедра электротехники и мехатроники
- •Рабочая тетрадь № 1
- •Учебный год
- •1. Техника и методика выполнения лабораторных работ
- •1.1. Предварительная подготовка к выполнению лабораторных работ
- •1.2. Ознакомление с лабораторным стендом и монтаж электрической цепи
- •1.3. Включение лабораторного стенда и проведение опытов
- •1.4. Оформление отчета о выполненной работе
- •1.5. Техника безопасности при выполнении работ
- •Лабораторная работа № 1 исследование электрических цепей постоянного тока
- •1.1. Цель работы
- •1.2. Перечень аналоговых измерительных приборов, использованных при проведении эксперимента
- •1.3. Перечень цифровых измерительных приборов, использовавшихся при проведении эксперимента
- •1.4. Перечень элементов, использованных в электрических схемах
- •1.5. Схема исследуемой цепи
- •1.6. Величины сопротивлений резисторов исследуемой электрической цепи, измеренные омметром
- •1.7. Экспериментальные данные
- •1.12.1. Расчет мощностей, которые выделяются в виде тепла на активных сопротивлениях резисторов
- •1.12.2. Уравнение баланса мощностей
- •Работу выполнил студент _______________________________________
- •Работа зачтена с оценкой ___________
- •Вопросы для самостоятельной работы
- •Лабораторная работа № 2 исследование электрических цепей однофазного синусоидального тока
- •2.1. Цель работы
- •2.2. Перечень аналоговых измерительных приборов, использованных при проведении эксперимента
- •2.3. Перечень цифровых измерительных приборов, использовавшихся при проведении эксперимента
- •2.4. Перечень элементов, использованных в электрических схемах
- •2.17. Расчетные данные
- •Работу выполнил студент _______________________________________
- •Работа зачтена с оценкой ___________
- •Вопросы для самостоятельной работы
- •Лабораторная работа № 3 исследование электрической цепи однофазного синусоидального тока с взаимной индуктивностью
- •3.1. Цель работы
- •3.2. Перечень аналоговых измерительных приборов, использованных при проведении эксперимента
- •3.3. Перечень цифровых измерительных приборов, использовавшихся при проведении эксперимента
- •3.4. Перечень элементов, использованных в электрических схемах
- •3.5. Схема исследуемой цепи
- •3.6. Экспериментальные данные
- •3.11. Расчетные данные
- •3.12. Расчетные формулы и расчет параметров элементов цепи
- •3.14. Выводы
- •Работу выполнил студент _______________________________________
- •Работа зачтена с оценкой ___________
- •Вопросы для самостоятельной работы
- •Лабораторная работа № 4 исследование трехфазных электрических цепей
- •4.1. Цель работы
- •4.2. Перечень аналоговых измерительных приборов, использованных при проведении эксперимента
- •4.3. Перечень цифровых измерительных приборов, использовавшихся при проведении эксперимента
- •4.4. Перечень элементов, использованных в электрических схемах
- •4.5. Схема исследуемой цепи
- •4.6. Величины сопротивлений резисторов исследуемой электрической цепи
- •4.7. Экспериментальные данные
- •4.8. Расчетные формулы и результаты расчетов отношений ua/Uф и ia/Iф
- •4.9. Векторные диаграммы, построенные по экспериментальным данным
- •Работу выполнил студент _______________________________________
- •Работа зачтена с оценкой ___________
- •Вопросы для самостоятельной работы
- •Исследование однофазного трансформатора
- •5.4. Перечень цифровых измерительных приборов, использовавшихся при проведении эксперимента
- •5.5. Перечень элементов, использованных в электрических схемах
- •5.16. Расчетные данные нагрузочного режима работы трансформатора
- •5.17. Расчетные формулы и расчет энергетических параметров трансформатора
- •5.18. Характеристики трансформатора, построенные по экспериментальным и расчетным данным (табл. 5.9, 5.10)
- •Работу выполнил студент _______________________________________
- •Работа зачтена с оценкой ___________
- •Вопросы для самостоятельной работы
- •6.4. Перечень цифровых измерительных приборов, использовавшихся при проведении эксперимента
- •6.5. Параметры исследуемого асинхронного двигателя
- •6.6. Схема электрической цепи для исследования асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
- •6.7. Экспериментальные данные
- •6.8. Расчетные данные
- •6.9. Расчетные формулы и расчет параметров и характеристик асинхронного двигателя
- •6.10. Механическая и рабочая характеристики асинхронного двигателя (табл. 6.4, 6.5)
- •6.10.1. Механическая характеристика
- •6.10.2. Рабочая характеристика
- •6.11. Выводы
- •Работу выполнил студент _______________________________________
- •Работа зачтена с оценкой ___________
- •Вопросы для самостоятельной работы
- •7.4. Перечень цифровых измерительных приборов, использовавшихся при проведении эксперимента
- •7.5. Перечень элементов, использованных в электрических схемах
- •7.6. Номинальные данные исследуемого генератора
- •7.7. Схема электрической цепи для исследования генератора с независимым возбуждением
- •7.8. Экспериментальные данные
- •7.8.1. Характеристика холостого хода
- •7.8.2. Внешняя характеристика
- •7.8.3. Регулировочная характеристика
- •7.11.1. Характеристики холостого хода
- •7.11.2. Внешняя характеристика
- •7.11.3. Регулировочная характеристика
- •Работу выполнил студент _______________________________________
- •Работа зачтена с оценкой ___________
- •Вопросы для самостоятельной работы
- •8.4. Перечень цифровых измерительных приборов, использовавшихся при проведении эксперимента
- •8.5. Параметры исследуемого двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением
- •8.6. Схема электрической цепи для исследования электрического двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением
- •8.7. Экспериментальные данные
- •8.8. Расчетные данные
- •8.9. Расчетные формулы и расчет энергетических параметров электродвигателя постоянного тока с параллельным возбуждением
- •8.10. Рабочие характеристики, построенные по расчетным данным при полном и ослабленном потоке
- •8.11. Выводы
- •Работу выполнил студент _______________________________________
- •Работа зачтена с оценкой ___________
- •Вопросы для самостоятельной работы
- •13.4. Перечень цифровых измерительных приборов, использовавшихся при проведении эксперимента
- •13.5. Перечень элементов, использованных в электрических схемах
- •13.6. Технические характеристики элементов исследуемой электрической цепи
- •13.7. Схема экспериментальной установки
- •13.8. Экспериментальные и расчетные данные
- •Работу выполнил студент _______________________________________
- •Работа зачтена с оценкой ___________
- •Вопросы для самостоятельной работы
- •Лабораторная работа № 14
- •14.4. Перечень цифровых измерительных приборов, использовавшихся при проведении эксперимента
- •14.5. Перечень элементов, использованных в электрических схемах
- •14.6. Допустимые параметры исследуемого биполярного транзистора
- •14.7. Схема электрической цепи для исследования биполярного транзистора
- •14.8. Экспериментальные данные
- •14.8.1. Семейство входных статических характеристик
- •14.8.2. Семейство выходных статических характеристик
- •14.9. Семейство входных и выходных статических характеристик
- •14.8.1. Семейство входных статических характеристик
- •14.8.2. Семейство выходных статических характеристик
- •14.10. Выводы
- •Работу выполнил студент _______________________________________
- •Работа зачтена с оценкой ___________
- •Вопросы для самостоятельной работы
1.4. Оформление отчета о выполненной работе
Каждый студент представляет индивидуальный отчет о проведенной работе в рабочей тетради.
Он составляется на основе записей в рабочей тетради и должен содержать: название работы, ее номер и дату выполнения, номинальные данные машин, аппаратов и электроизмерительных приборов. В отчете должны быть все таблицы наблюдений опытов, кривые и графики, формулы, по которым производились вычисления, пример, вычисления по каждой формуле. Отчет пишется чернилами. Схемы и графики вычерчиваются чертежным карандашом с помощью чертежных принадлежностей.
Особое внимание следует обратить на выполнение графических построений. Все схемы должны быть выполнены согласно стандартным обозначениям. На графиках, исполненных в карандаше, не допускаются надписи, сделанные чернилами. Чертеж не должен содержать излишних обозначений и пояснений — хороший чертеж понятен и без них. На одной координатной плоскости можно строить несколько кривых, если их соседство увеличивает наглядность и облегчает сопоставление, например, рабочие характеристики, механические характеристики и др.
Графики желательно строить на поле размером не менее, чем 8 × 8 см или, лучше 10 × 10 см. Для удобства использования и из эстетических соображений размеры графика по осям абсцисс и ординат выбираются так, чтобы отношение между ними было не более 1,5:1. Масштаб графиков должен быть удобным для построения и использования. Для этого следует брать в одном миллиметре A измеряемых единиц, где A кратно десяти или одному из чисел ряда 1; 2, (2,5); 5, На чертеже должна быть нанесена масштабная сетка, облегчающая построение кривых и их практическое использование.
Для того чтобы на графиках электротехнических величии проследить процесс изменения измеряемой величины в целом, необходимо строить графики, начиная отсчет по осям координат от нуля. В редких случаях, при желании выделить ту часть графика, в пределах которой интересующая нас величина изменяется очень мало, допускается построение, когда в начале координат стоит не нуль, как обычно, а некоторые значения x и y, принятые за начальные.
К
ак
следует строить график, показано на
рис. 1, где дан пример построения
кривой зависимости ЭДС от изменения
тока возбуждения при холостом ходе
генератора к неизменной, например,
номинальной, скорости вращения, т. е.
E = f(Iв)
при I = 0
и Ω2 = Ω2н.
Независимой переменной является ток возбуждения, а функцией ЭДС — E. Поэтому при опыте величину тока возбуждения изменяют произвольно, а ЭДС изменяется принудительно. Проделано шесть замеров, которые сведены в табл. 1. В шестом замере ЭДС не будет равна нулю, но очень мала и в данном случае ею пренебрегаем, так как главное не в этом.
Полученные значения Iв и E предоставляют координаты точек 1, 2, 3, 4 и 5. Эти точки нанесены на рис. 1 и лежат на искомой кривой, проведенной при помощи лекала. Никогда не следует проводить отрезков, представляющих величины координат, как это показано пунктиром для точки 5 с координатами Iв = 2,5 А, E = 133 В. Дело в том, что при пользовании графиком нужна сама кривая, а не те точки, которые получены при опыте. При нанесенном на осях масштабе можно легко найти значения любой интересующей нас точки графика.
Таблица 1
№ наблюдения |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Iв, А |
12,5 |
10,0 |
7,5 |
5,0 |
2,5 |
0 |
E, В |
322 |
306 |
278 |
230 |
133 |
0 |
Может случиться, что через полученные при опыте точки нельзя провести плавную кривую так удачно, как это представлено на рис. 1, и при соединении всех точек подучится зигзагообразная линия, показанная пунктиром. В этом случае все-таки следует провести плавную кривую, захватывающую, наибольшее число точек или занимающую среднее положение между ними. Выпадение точек объясняется или помехами во время проведения опыта или недостаточными навыками в работе.
Однако при рассмотрения рис. 1 можно обнаружить большой недостаток графика, если координаты точек нанесены в непосредственно измеряемых единицах, т. е. в вольтах и амперах. Действительно, по кривой нельзя определить номинальное напряжение машины Uн и тот ток возбуждения холостого хода Iв, при котором получается номинальное напряжение, и многое другое. Поэтому на осях координат лучше откладывать измеряемые величину не в амперах, вольтах и др., а в процентах номинальных величин или их долях, отнесенных к номинальным величинам и называемых в последнем случае «относительными величинами». Обозначение относительных единиц принято в дальнейшем с индексом звездочкой (*). Тогда для построения надо сделать пересчет числовых значений табл. 1.
Примем
за единицу номинальное значение
напряжения Uн
и ток возбуждения
,
при котором устанавливается Uн
у генератора, работающего вхолостую.
Тогда любые значения напряжения и тока
возбуждения в относительных единицах
будут соответственно следующими:
и
.
При умножении относительных единиц на 100 получаются выражения для U и Iв в процентах:
и
.
Пример. Для точки 1 табл. 1 при Uн = 230 В получается:
;
;
%;
%.
Данные пересчета табл. 1 приведены в табл. 2.
Таблица 2
№ наблюдения |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Iв* |
2,5 |
2,0 |
1,5 |
1,0 |
0,5 |
0 |
E* |
1,4 |
1,33 |
1,21 |
1,0 |
0,58 |
0 |
Iв, % |
250 |
200 |
150 |
100 |
50 |
0 |
E, % |
140 |
133 |
121 |
100 |
58 |
0 |
Г
рафик
зависимости E* = U* = f(Iв*)
соответственно данным табл. 2 приведен
на рис. 2. Этот график имеет неоспоримое
преимущество перед приведенным на
рис. 1. Сразу видна точка 4, отмечающая
номинальное напряжение, положение этой
точки на определенном участке кривой,
рост ЭДС в долях процента или долях
номинального напряжения при изменении
тока возбуждения и т. д. В таком виде
даются все графики в каталогах и
справочниках. Представление
электротехнических величин в процентах
или относительных единицах облегчает
построение векторных диаграмм, определение
процентного изменения напряжение,
расчет токов короткого замыкания и
т. п.
Принимая за единицу номинальные напряжение, ток, мощность, сопротивление, скорость вращения и момент машины, получают их значения в относительных единицах или процентах, пользуясь следующими формулами:
Здесь Rн = Uн /Iн — номинальное сопротивление машины.
Пример. Номинальное напряжение машины Uн = 380 В, а падение напряжения в ее обмотке при номинальном токе Iн·Z = 38 В. Определить величину падения напряжения в относительных единицах:
.
В результате всей проделанной работы отчет должен содержать краткое заключение, сделанное на основании сравнения полученных результатов с данными каталогов машин данного типа.