4. Расчетно- графическая часть

Формулы, используемые для обработки экспериментальных данных, занесенных в табл. 5.1 и 5.3:

Закон Ома: Z= U/I; Zк= Uк/ I; Хс=Uc/ I;

второе правило Кирхгофа: U = Uк + Uс = UR + UL + Uс;

треугольник сопротивлений: Z = √ R²к + (ХL – Хс)²; Zк = √ R²к + Х²L;

ХL = ωLк= 2πfLк; Хс= 1/(ωС) = 1/ (2πfС) ; Р= I²Rк.

Таблиц

С, мкФ	Zк, Ом	Хс, Ом	ХL, Ом	Z, Ом
С рез =

Практическое занятие №17

Расчет симметричного режима трехфазной цепи, соединенной звездой и треугольником.

I Цель занятия:

II Формулы для расчета:

5. Соотношения между фазным и линейным током при соединении звездой, треугольником.

5. Соотношения между фазным и линейным напряжениями при соединении звездой, треугольником.

5. Активная мощность 3-х фаз:

5. Полная мощность 3-х фаз:

III Методические указания.

Три одинаковые катушки индуктивности с активным сопротивлением r = 6 Ом включили в трехфазную сеть и линейным напряжением U = 380 В, соединив их в треугольник. Амперметры при этом показали в каждой фазе ток и Iф = 19 А. Затем катушки соединили в звезду и присоединили к той же сети.

Определить:

1) линейные токи, фазные напряжения и активные мощности при соединении в треугольника и в звезду;

2)отношения линейных токов , ;

3)отношения фазных напряжений, ;

4)отношения активных мощностей нагрузок, ;

Дано: r = 6 Ом;

U = 380 В;

Iф = 19 A.

Определить: ; ; ; ; ;;

Решение:

1.Определяем полное сопротивление фазы (катушки индуктивности) и

Z ф = = = 20 Ом ;

= = 0,3 .

2. Определяем - линейный ток и активную мощность нагрузки при соединении в треугольник:

= 1,73 19 33 А;

= 3 = 3 380

3. Определяем фазное напряжение, фазный и линейный токи при соединении в звезду (

= 220 В;

= = 11 А;

( полное сопротивление катушек не зависит от способа соединения).

4. Определяем активную мощность нагрузки при соединении в звезду(

4. Определяем отношения:

= = 3;

IV Задания:

V Контрольные вопросы

2. Для чего нужен нейтральный провод в трехфазных осветительных цепях при соединении фаз приемника «звездой»?

3. Почему при соединении электрических ламп «звездой» нейтральный провод не защищают предохранителем?

4. От чего зависит направление и скорость вращения магнитного потока?

5. Как можно изменить направление вращающегося магнитного потока?

6. Какими свойствами обладают суммы линейных напряжений и токов цепи трехфазного тока?

Практическое занятие №18

Расчет несимметричного режима трехфазной цепи , соединенной звездой.

I Цель задания:

II Формула для расчёта

3. Соотношения между фазным и линейным током при соединении звездой, треугольником.

3. Соотношения между фазным и линейным напряжениями при соединении звездой, треугольником.

3. Активная мощность 3-х фаз:

3. Полная мощность 3-х фаз:

III Методические указания:

В трехфазную четырехпроводную сеть включили звездой несимметричную нагрузку: в фазу А – конденсатор с емкостным сопротивлением Ом; в фазу В – активное сопротивление 8 Ом и индуктивное Ом; в фазу С – активное сопротивление 5 Ом. Линейное напряжение сети В. Определить фазные токи, начертить в масштабе векторную диаграмму цепи и найти графически ток в нулевом проводе. Схема цепи дана на рис. 6,а.

Р Е Ш Е Н И Е:

1.Определяем фазные напряжения установки

= 380/ = 220 В.

2. Находим фазные токи

IV Задание :

В трехфазную четырехпроводную сеть с линейным напряжением включили звездой разные по характеру сопротивления. Определить линейные токи и начертить в масштабе векторную диаграмму цепи. По векторной диаграмме определить числовое значение тока в нулевом проводе. Данные из своего варианта взять из табл. 9.

Какие сопротивления надо включить в фазы В и С приведенной схемы, чтобы ток в нулевом проводе стал равен нулю при неизменных значениях сопротивлений в фазе А?

Таблица 9

Номер варианта	Номер рисунка
1 2 3 4 5 6	46 47 48 49 50 51	380 220 660 380 220 660

V Контрольные задания:

Для чего нужен нейтральный провод в трехфазных осветительных цепях при соединении фаз приемника «звездой»?

Почему при соединении электрических ламп «звездой» нейтральный провод не защищают предохранителем?

От чего зависит направление и скорость вращения магнитного потока?

Как можно изменить направление вращающегося магнитного потока?

Какими свойствами обладают суммы линейных напряжений и токов цепи трехфазного тока?

Практическое занятие №19

Расчёт несимметричного режима трехфазной цепи, соединенной треугольником.

I Цель задания:

II Формула для расчёта

1. Соотношения между фазным и линейным током при соединении звездой, треугольником.

2. Соотношения между фазным и линейным напряжениями при соединении звездой, треугольником.

3. Активная мощность 3-х фаз:

4. Полная мощность 3-х фаз:

III Методические указания:

В трехфазную сеть включили треугольником несимметричную нагрузку (рис. 8,а):

В фазу АВ – конденсатор с емкостным сопротивлением ; В фазу ВС – катушку с активным сопротивлением и индуктивным ;

В фазу СА – активное сопротивление . Линейное напряжение сети . Определить фазные токи, углы сдвига фаз и начертить в масштабе векторную диаграмму цепи. По векторной диаграмме определить числовые значения линейных токов.

IV Задание :

В трехфазную трехпроводную сеть с линейным напряжением включили треугольником разные по характеру сопротивления (рис. 78 - 87). Определить фазные токи и начертить в масштабе векторную диаграмму цепи. Из векторной диаграммы определить числовые значения линейных токов. Данные для своего варианта взять из табл.

Как изменяются значения фазных и линейных токов и взаимное расположение векторов токов и напряжений при увеличении частоты тока в сети в два раза?

Таблица

Номер варианта	Номер рисунка
1 2 3 4 5 6	78 79 80 81 82 83	220 380 660 220 380 660

V Контрольные вопросы:

2. Для чего нужен нейтральный провод в трехфазных осветительных цепях при соединении фаз приемника «звездой»?

3. Почему при соединении электрических ламп «звездой» нейтральный провод не защищают предохранителем?

4. От чего зависит направление и скорость вращения магнитного потока?

5. Как можно изменить направление вращающегося магнитного потока?

6. Какими свойствами обладают суммы линейных напряжений и токов цепи трехфазного тока?

Практическое занятие №20

Расчёт неразветвленной магнитной цепи:

I Цель занятия:

II Формулы:

Магнитный поток:

Электромагнитная сила:

Закон полного тока

Абсолютная магнитная проницаемость:

III Методические указания:

Для магнитной цепи. Приведенной на рис.4, заданы : размеры цепи в сантиметрах, материал сердечника, числа витков обмоток и магнитный поток Ф=2,4 вб. Оба вертикальных стержня изготовлены из электротехнической стали Э42; горизонтальные части – ярма изготовлены из литой стали. Обе обмотки соединены последовательно и встречно. Определить силу тока в обмотках для создания заданного магнитного потока, абсолютную магнитную проницаемость и магнитную проницаемость сердечника, где расположена обмотка W1.

Р Е Ш Е Н И Е. 1. Из чертежа определяем сечение сердечника S на каждом участке и длину средней магнитной линии :

2. Магнитная индукция на каждом участке

3. По табл.1, зная магнитную индукцию, находим напряженность магнитного поля на ферромагнитных участках сердечника:

Напряженность магнитного поля в воздушном зазоре определяем по формуле 3-31 учебника Попова и Николаева:

4.Закон полного тока для данной цепи, учитывая встречное включение обмоток, принимает вид

Или

Откуда сила тока в обмотках

4. Абсолютная магнитная проницаемость

4. Магнитная проницаемость

IV Задание:

Для магнитной цепи, чертеж которой приведен в таблице вариантов,заданы: размеры цепи в сантиметрах, материал стержней А и В и ярем С и D(ярмом называется часть магнитной цепи, соединяющая стержни). Числа витков обмоток ; обе обмотки включены последовательно. Способ включения обмоток (согласно или встречно) указан в таблице вариантов. Необходимый магнитный поток в сердечнике Ф, длина воздушного зазора равна .

Начертить схему магнитной цепи и определить: величину тока в обмотках для создания заданного магнитного потока, абсолютную магнитную проницаемость и магнитную проницаемоть на участке, где расположена обмотка с числом витков .

V Контрольные вопросы:

Сформулируйте принцип электромагнитной индукции. Почему при относительном перемещении проводника и магнитного поля в проводнике происходит разделение зарядов?

Как определить величину и направление э. д. с., наведенной в проводнике, движущемся в магнитном поле?

Сформулируйте закон Ленца.

Поясните причину возникновения вихревых токов в стальных сердечниках электрических машин и трансформаторов. Какое влияние оказывают эти токи?

Практическое занятие №21

Расчёт симметричной неразветвленной магнитной цепи

I Цель занятия:

II Формулы:

Магнитный поток:

Электромагнитная сила:

Закон полного тока

Абсолютная магнитная проницаемость:

III Методические указания:

Для магнитной цепи. Приведенной на рис.4, заданы : размеры цепи в сантиметрах, материал сердечника, числа витков обмоток и магнитный поток Ф=2,4 вб. Оба вертикальных стержня изготовлены из электротехнической стали Э42; горизонтальные части – ярма изготовлены из литой стали. Обе обмотки соединены последовательно и встречно. Определить силу тока в обмотках для создания заданного магнитного потока, абсолютную магнитную проницаемость и магнитную проницаемость сердечника, где расположена обмотка W1.

Р Е Ш Е Н И Е. 1. Из чертежа определяем сечение сердечника S на каждом участке и длину средней магнитной линии :

2. Магнитная индукция на каждом участке

3. По табл.1, зная магнитную индукцию, находим напряженность магнитного поля на ферромагнитных участках сердечника:

Напряженность магнитного поля в воздушном зазоре определяем по формуле 3-31 учебника Попова и Николаева:

4.Закон полного тока для данной цепи, учитывая встречное включение обмоток, принимает вид

Или

Откуда сила тока в обмотках

2. Абсолютная магнитная проницаемость

2. Магнитная проницаемость

IV Задание: Сердечник катушки выполнен из электротехнической стали Э-11. Число витков обмотки W. Магнитный поток в стержне, на котором находтся катушка, равен Ф.

Определите:

1) величину тока в обмотке;

2) магнитную проницаемость стали;

3) потокосцепление, пренебрегая рассеянием;

4) индуктивность катушки;

5) энергию, запасаемую в магнитном поле катушки.

Данные для расчета возьмите из таблицы 16. Размеры сердечников даны в мм.

Таблица 16

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
W	200	300	400	500	600	100	150	250	350	450
Ф, Вб	0,002	0,0013	0,0016	0,0014	0,0012	0,001	0,0018	0,0014	0,0011	0,0015
L, мм	0,1	0,5	0,3	0,2	0,6	0,1	0,15	0,25	0,6	0,35

Список используемой литературы и интернет источников

Основные источники:

1.Кошевая И.П., Канке А.А.Метрология , стандартизация , сертификация : учебник/И.П.Кошевая, А.А.Канке.-М.: ИД «ФОРУМ»: ИМФРА-М, 2012.-416 с.-(Профессиональное образование).

2. Фуфаева Л.И. Электротехника: учебник для студ.сред.проф.образования /Л.И.Фуфаева.-М.: Издательский центр «Академия», 2009.-384 с.

9-е изд.,стереотип.-М.:Издательский центр «Академия», 2010.-560

3. Немцов М.В.Электротехника и электроника: учебник для студ.образоват. учреждений сред.проф.образования/М.В.Немцов, М.Л.Немцова.-М.: Издательский центр «Академия», 2012.-432 с.

Дополнительные источники:

1. Синдеев Ю.Г.Электротехника с основами электроники: учеб.пособие / Ю.Г.Синдеев.-изд.14-е,стереотипная-Ростов н/Д: Феникс, 2011.-407 c.-( Начальное профессиональное образование)

2.Евдокимов Ф.Е.Теоретические основы электротехники : Учеб.для студ. образоват.учреждений сред.проф. образования / Фёдор Евдокимович Евдокимов.-с.

3. Метрология, стандартизация и сертификация в энергетике: учеб. пособие для студ.сред.проф.образование/ [С.А.Зайцев, А.Н.Толстов, Д.Д.Грибанов, Р.В.Меркулов].-М.: Издательский центр “Академия», 2009.-224 c.

Электронные ресурсы:

3. www.informelektro.ru (Информация по энергетике)

4. www.trigger.orq.ru ( Справочные материалы)

5. www.ielektro.ru ( информационная система)

6. http\\news.elteh.ru ( журнал «Новости электротехники)