Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Казанский государственный технологический университет»

Кафедра электропривода и электротехники

Электротехника и Электроника

Методические рекомендации по СРС

при подготовке к выполнению лабораторных работ

Часть 1: Электрические цепи, трансформаторы, электрические машины

Казань 2009

УДК 621(3.13.333) и 621.38

Составители: ст.препод. Т.В. Варнакова

к.ф.м.н., доц. А.Ш.Мухтаров

ст.препод. А.В. Толмачева

ст.препод. Р.Ф. Сабитов

Электротехника и Электроника: Методические рекомендации по СРС при подготовке к выполнению лабораторных работ по курсу «Электротехника и Электроника» ч.1:Электрические цепи, трансформаторы, электрические машины. / Каз.гос.технол. ун-т; Сост.: Т.В. Варнакова, А.Ш.Мухтаров, А.В. Толмачева, Р.Ф. Сабитов. Казань, 2008. 55с.

Содержатся методические указания к выбору оптимального режима работы с литературой и учебными пособиями при подготовке к выполнению и сдаче лабораторных работ.

Работа предназначена для студентов неэлектротехнических специальностей (технологов) всех форм обучения.

Печатается по решению методической комиссии по циклу естественнонаучных дисциплин

Под ред. д.т.н., проф. А.П. Кирпичникова

Рецензенты: к.ф.м.н., доцент В.П. Архипов

Ю.М. Гарькин

Лицензия 020404 от 06.03.1997г.

Подписано в печать……… Формат 68х68/16.

Бумага писчая Печать RISO…..усл.печ.Л

….……уч.-изд.Л. Тираж…. Экз. Заказ …….

4 20075, Казань, к.Маркса 68

Тема 1. Исследование неразветленной цепи переменного тока. Резонанс напряжений

Цель работы: 1) изучить процессы в цепи переменного тока, состоящей из последовательно соединенных катушки и конденсатора;

2) изучить явление резонанса напряжений и условия, при которых оно наблюдается;

3) освоить методику построения векторных диаграмм для цепи с последовательным соединением элементов.

Приборы и оборудование

Работа выполняется на универсальном стенде, где установлен лабораторный автотрансформатор (ЛАТР) и необходимые приборы. Индуктивная катушка и батарея конденсаторов с регулируемой (с помощью выключателей) емкостью находятся на столе. Электрическая цепь собирается с помощью комплекта проводов в соответствии со схемой соединений (рис.1).

Контрольные вопросы

Вопрос 1. Нарисовать схему замещения электрической цепи. Объяснить какие процессы отражают элементы этой схемы.

Ответ 1: Каждое ЭТ устройство заменяют его условным (согласно ГОСТ) изображением. Такие схемы называются принципиальными. Принципиальная схема лабораторной установки представлена на рис.1.

Рис.1

Для количественного расчета цепи необходимо иметь схему замещения. В схеме замещения ЭТ устройство заменяют ее идеальным образом, передающим его основные свойства (электрические и энергетические характеристики). Так как индуктивная катушка обладает активным и индуктивным сопротивлениями, то на схеме замещения этой цепи (рис.2), катушка представлена в виде 2-х последовательно соединенных элементов – резистора R и индуктивности L , а батарея конденсаторов - емкостным элементом С. Измерительные приборы (амперметр, вольтметры, ваттметр) в схеме замещения не представлены, т.к. они потребляют незначительную по сравнению с вышеуказанными элементами мощность и незначительно влияют на электрические характеристики цепи.

Рис. 2

Сопротивление катушки R обусловлено сопротивлением провода катушки индуктивности. При прохождении через него тока I оно нагревается и на нем выделяется мощность: .

При прохождении через катушку индуктивности L тока I вокруг нее образуется магнитное поле. Катушка накапливает магнитную (реактивную) энергию. Соответствующая мощность равна: , где .

При прохождении тока через емкостной элемент С в нем образуется электрическое поле. Емкость накапливает электрическую (реактивную) энергию. Соответствующая мощность равна: , где .