Добавил:

Assassins_Creed_Origins Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Омский Государственный Университет Путей Сообщения

Предмет:

Теоретическая электротехника

Файл:

33_Rezhimy_post_i_sin_toka_v_LETs_2014

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

05.03.2021

Размер:

3.6 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 197 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 > Следующая >>>

2.12. Расчетно-экспериментальная работа 1 «Исследование и расчет цепей постоянного тока»

2.12.1.Цель работы

1)Освоение методики измерения тока, напряжения, потенциалов.

2)Опытная проверка законов Кирхгофа и принципа наложения.

3)Расчет токов в ветвях заданной электрической цепи методами контурных токов, узловых потенциалов, эквивалентного источника.

4)Построение потенциальной диаграммы.

5)Составление баланса мощностей.

6) Сравнение результатов опыта и расчета.

2.12.2. Особенности выполнения работы

Проверка методов расчета цепей постоянного тока состоит в измерении токов, напряжений, потенциалов и сравнении их с результатами расчетов. На первом занятии необходимо освоить методику измерения ЭДС, тока, напряжения, потенциалов и провести измерения по программе из задания на расчетноэкспериментальную работу (РЭР) в одной из схем (рис.2.32).

На последующих занятиях экспериментальные данные (значения тока, напряжения, потенциалов) сравнивают с результатами расчетов, полученных различными методами. Поскольку макеты установок находятся в лаборатории в течение всего времени выполнения РЭР, при необходимости эксперимент можно повторить и уточнить данные опыта.

2.12.3. Описание лабораторной установки

Лабораторная установка содержит:

–панель, на которой установлены приборы магнитоэлектрической системы: три миллиамперметра и вольтметр, резисторы с сопротивлениями r1, r2, r4, r5;

–два источника постоянной регулируемой ЭДС;

–два магазина сопротивлений – r3 и r6 ;

–ключ S, соединительные провода.

+ A2

	1 +	A1 -		r1	2	r2	-	A2	+ 4
	1 +	A1 -			2		-	A2	+ 4
					+
	+		I	1	A3	I3	I2		+
	+			1
					-
	E1				-				E2
									E2
		r6			r3
		r6			r3				-
I5	-	r4		I4	S		r5		-
		r4			S		r5

	6				3			5
					б

+	A1 - 6	r1

+ I1

-	r4
	r4
	5

2	r2	-	A2	+ 1

+

A3	I3	I2		+
-				E2

r3			r6	-

		I4
S	r5			I5

Рис. 2.32. Варианты схем для расчетно-экспериментальной работы

A1 -

I4 I1

+ A2

A1 -

Рис. 2.32, лист 2

Схема исследуемой цепи, величины r1, r2, r4, r5, rА1, rА2, rА3 приведены на панели. Значения r3, r6, E1, Е2 задаются преподавателем. Сопротивления источников питания в расчетах принимают равными нулю, поскольку их величины на несколько порядков меньше, чем сопротивления r1 ÷ r6, которые равны десяткам ом. Вольтметр можно считать идеальным ( rv = ∞ ), так как его сопротивление на несколько порядков больше, чем r1 ÷ r6 .

2.12.4.Опытная часть

1)Измерить Е1 и Е2, значения ЭДС занести в табл. 2.3.

Измерение ЭДС. Зажимы «+» и «–» вольтметра присоединяются соответственно к зажимам «+» и «–» источника питания. Поскольку сопротивление вольтметра на несколько порядков больше сопротивления источника, величину ЭДС можно принять равной показанию вольтметра.

2) Собрать схему, изображенную на макете. Заполнить табл. 2.3 (значения r3 и r6 задает преподаватель). При замкнутом ключе S измерить токи от действия обеих ЭДС, полученные значения занести в табл. 2.4 и 2.6.

Определение направления тока. Если стрелка амперметра отклонилась вправо от нулевого деления, то положительное направление тока – от зажима «+» амперметра к зажиму «–» (рис. 2.33, а). Если стрелка амперметра отклонилась влево от нулевого деления, положительное направление тока – от зажима «–» к зажиму «+» (рис. 2.33, б).

0 0

+	А	-	+	А	-
+		-	+		-
	I			I
	а			б

Рис. 2.33. Определение направления тока по показанию амперметра

3) Приняв потенциал одного из узлов схемы равным нулю, измерить потенциалы указанных точек и занести их значения в табл. 2.5.

Измерение потенциалов. Величина потенциала определяется с точностью до произвольной постоянной, поэтому потенциал одной из точек схемы можно принять равным нулю, потенциалы остальных точек определяются относительно потенциала этой (базисной) точки, к которой присоединяется зажим «–» вольтметра.

Зажим вольтметра «+» присоединяется поочередно к точкам схемы, потенциалы которых необходимо измерить. Если стрелка отклоняется вправо от нулевого деления, потенциал точки положительный, влево – отрицательный.

4) Измерить и занести в табл. 2.6 значения токов от действия ЭДС Е1 . Источник питания Е2 должен быть выключен, а его внутреннее сопротив-

ление должно быть сохранено. Внутренние сопротивления источников питания приняты равными нулю, поэтому провода, идущие от схемы к Е2 , следует присоединить к одной клемме источника питания.

5)Измерить и занести в табл. 2.6 значения токов от действия ЭДС Е2.

6)Включив в схему Е1 и Е2, измерить ток I3 при r3 = 0, затем разомкнуть ключ S и измерить напряжение между точками 2 и 3. Полученные значения занести в табл. 2.7.

Измерение напряжения. Для измерения напряжения Uab зажим вольтметра «+» присоединяется к точке a, «–» – к точке b (рис. 2.34). Если стрелка отклонилась вправо от нулевого деления, Uab – положительное, влево – отрицательное.

	0				0
					0
Uab				Uab
а			b	а			b
+	V	-	Uab > 0	+	V	-	Uab < 0
+		-		+		-
	а				б

Рис. 2.34. Определение направления напряжения по показанию вольтметра

2.12.5.Расчетная часть

1)Составить уравнения по первому и второму законам Кирхгофа. Убе-

диться в том, что при подстановке в них значений измеренных токов получаются тождества (проверить уравнения с токами I1, I2, I3).

2)Построить потенциальную диаграмму для внешнего контура (по данным опыта).

3)Рассчитать и занести в табл. 2.6 значения тока от действия каждой ЭДС

вотдельности, используя преобразование схемы.

4)Выполнить расчет методом контурных токов, значения токов ветвей занести в табл. 2.4.

5)Выполнить расчет методом узловых потенциалов, значения потенциалов занести в табл. 2.5, значения тока – в табл. 2.4.

6)Определить токи I1, I2, I3 методом наложения (по данным расчета), результаты занести в табл. 2.6.

7)Составить баланс мощностей (используя расчетные токи).

8)Рассчитать ток в сопротивлении r3 методом эквивалентного источника, значение тока I3 занести в табл. 2.4, ЭДС Eэ и сопротивление эквивалентного генератора rэ – в табл. 2.7.

9)Сравнить результаты опытов и расчетов, сделать заключение.

Т а б л и ц а 2.3

Параметры исследуемой цепи

Значение

Сопротивление резисторов, Ом

Сопротивление

ЭДС, В

амперметров, Ом

rA1

rA2

rA3

Т а б л и ц а 2.4

Сравнение значений тока, полученных расчетами и в опыте

Способ определения

Значение тока в ветвях, мА

значения тока

Опытным путем

Методом контурных токов

Методом узловых потенциалов

Методом эквивалентного генератора

Т а б л и ц а 2.5

Сравнение значений потенциалов, полученных расчетом и в опыте

Способ определения

Потенциалы точек, В

значения потенциала

Опытным путем

Расчетным путем

Т а б л и ц а

2.6

Проверка принципа наложения

ЭДС, включен-

Значение тока, мА

ные в цепь, В

опыт

расчет

преобразованием цепи

методом наложения

E1, E2

Т а б л и ц а

2.7

Параметры эквивалентного источника

Напряжение

Ток короткого

Сопротивление

Способ

холостого хода

замыкания

rэ , Ом

определения

Eэ = U23х.х , В

I3к.з , А

параметров

Опыт

Расчет

2.12.6. Заключение по работе

Проведя в соответствии с заданием измерение значений тока, напряжения, потенциалов и выполнив их расчеты, следует сравнить опытные и расчетные значения, объяснить причины возможных расхождений. Сделать выводы о том, какой из рассмотренных методов расчета токов электрической цепи наиболее эффективен в каждом конкретном случае.

2.12.7. Вопросы к защите работы

1)Определение понятий «источник ЭДС», «источник тока», «ветвь», «узел», «контур», «независимый контур», «собственное сопротивление контура», «общее сопротивление контуров», «контурная ЭДС», «узловая проводимость», «общая проводимость», «задающий ток», «ЭДС и сопротивление эквивалентного источника», «потенциальная диаграмма», «баланс мощностей», «принцип наложения».

2)Формулировка законов Ома и Кирхгофа.

3)Составление уравнений методами контурных токов и узловых потен-

циалов.

4)Расчет потенциалов точек вдоль контура.

5)Определение опытным путем положительного направления тока, напряжения, знака потенциала, величины ЭДС источника.

6)Определение цены деления прибора и его показаний.

7)Определение внутреннего сопротивления источника питания опытным

путем.

2.12.8.Задачи для самостоятельного решения

Задача 1. Предел измерения амперметра – 50 мА. Число делений шкалы – 25. Стрелка отклонилась на 20 делений. Определить показание амперметра.

Ответ: I = 40 мА.

Задача 2. Предел измерения вольтметра – 10 В. Число делений шкалы – 20. Стрелка отклонилась на 17 делений. Определить показание вольтметра.

Ответ: U = 8,5 В.

Задача 3. На рис. 2.35 r1 = 4 Ом, r2 = 2 Oм, r3 = 1 Ом,

r4 = 2 Ом,

r5 = 2 Ом,

r6 = 5 Ом,

U = 40 В.

Найти: rав, I1, I2, I3, I4, I5.

Ответ: rав = 10 Ом,

I1 = 4 A,

I2 = 2 A,

I3 = 2 A,

I4 = 1 A, I5 = 1 A.

Задача 4.

На рис. 2.36 r1 = 7 Ом,

r2 = 6 Ом,

r3 = 4 Ом,

r4 = 4 Ом,

r5 = 2 Ом,

r6 = 2 Ом,

U = 40 В.

Найти: rав, I1, I2, I3, I4, I5.

Ответ: rав = 10 Ом,

I1 = 4 A,

I2 = 2 A,

I3 = 2 A,

I4 = 1 A,

I5 = 1 A.

Рис. 2.35. Расчетная схема к задаче 3

Рис. 2.36. Расчетная схема к задаче 4

Задача 5.

На рис. 2.37 r1 = 3 Ом,

r2 = 3 Ом,

r3 = 3 Ом,

r4 = 1 Ом,

r5 = 1 Ом.

Найти rав.

Ответ: rав = 2 Ом.

Задача 6. На рис. 2.38	а 25	В; в 5 В,
Е = 10 В,	r1 = 10 Ом,	r2 = 20 Ом.
Найти I.
Ответ: I = 1 A.

	a	b
	r1	b
	r1	r4


	r3
	r3
r2		r5
r2		r5

Рис. 2.37. Расчетная схема к задаче 5

a I r1	E	r2	b

Рис. 2.38. Расчетная схема к задаче 6

Задача 7. На рис. 2.39 I = 1 A, Е = 10 В, r1 = 3 Ом, r2 = 7 Ом. Найти Uав.

Ответ: Uав = 20 В.

a I r1	E	r2	b

Рис. 2.39. Расчетная схема к задаче 7

Задача 8. На рис. 2.40 r1 = 3 Ом, r2 = 1 Ом, r3 = 1 Ом, Е1 = 10 В, Е2 = 5 В.

Найти Uав.

Ответ: Uав = 6 В.

r1	a	r3
E1	Uab	E2
		E2

r2 b

Рис. 2.40. Расчетная схема к задаче 8

Задача 9. На рис. 2.41 r1 = 1 Ом, r2 = 3 Ом, r3 = 1 Ом, Е = 5 В, J = 10 A.

Найти Uав.

Ответ: Uав = 6 В.

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 197 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете Теоретическая электротехника

#
05.03.20213.6 Mб3333_Rezhimy_post_i_sin_toka_v_LETs_2014.pdf
#
05.03.20211.14 Mб11Laboratornye_raboty_po_EiE-1_el_versia.pdf
#
05.03.2021386.71 Кб8Laboratornye_raboty_po_EiE-1_protokoly_izmereniy.pdf
#
05.03.20211.17 Mб23Osnovy_teorii_tsepey_post_i_perem_toka_2012.pdf
#
05.03.2021150.31 Кб5Sistema_formirovania_reytingovoy_otsenki.pdf
#
05.03.2021361.77 Кб15STP_OmGUPS.pdf