Lab_OE_p1
.pdfФедеральное агентство по образованию Российской Федерации
УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ ЦЕПИ
Лабораторный практикум по дисциплине “ Электротехника и электроника”
Уфа 2009
Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра теоретических основ электротехники
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ ЦЕПИ
Лабораторный практикум по дисциплине “ Электротехника и электроника”
Уфа 2009
СОДЕРЖАНИЕ
Введение………………………………………… |
..…………………….. 4 |
Лабораторно-практическое занятие №1
Исследование электрической цепи постоянного тока с одним источником электрической энергии..………………………..10
Лабораторно-практическое занятие №2
Изучение аналитических методов расчета цепей и их экспериментальная проверка…………………………………………...21
Лабораторно-практическое занятие №3
Анализ однофазных неразветвленных цепей переменного тока с RL- и RC- приемниками………………………………………………30
Лабораторно-практическое занятие №4
Исследование неразветвленной электрической цепи переменного тока…………………………………..………………........39
Лабораторно-практическое занятие №5
Исследование разветвленной электрической цепи переменного тока………………………………..……………………....47
Лабораторно-практическое занятие №6 |
|
|
|
Исследование трехфазной электрической цепи при соединении |
|
||
нагрузки звездой…………… |
…..……………… |
……….…………… |
…55 |
Лабораторно-практическое занятие №7 |
|
|
|
Исследование трехфазной электрической цепи при соединении |
|
||
нагрузки треугольником …………………………………… |
…..…… |
...65 |
Лабораторно-практическое занятие №8
Магнитные цепи с переменной магнитодвижущей силой (МДС)…..72
Рекомендуемая литература………… |
………………………………..80 |
ВВЕДЕНИЕ
Основные правила техники безопасности при работе в электротехнической лаборатории
Для выполнения требований техники безопасности студентам НЕОБХОДИМО:
а) приступать к работе, прослушав инструктаж; б) не загромождать свое рабочее место оборудованием, не
относящимся к данной работе; в) перед началом сборки цепи убедиться, что питание
лабораторного стенда отключено; г) использовать приборы с исправными клеммами, провода с
неповрежденной изоляцией; д) не прикасаться к зажимам отключенных конденсаторов.
Разрядить конденсатор до сборки электрической цепи, и после окончания работы, замкнув его выводы накоротко проводником;
е) без разрешения преподавателя не включать собранную электрическую цепь;
ж) не прикасаться к находящимся под напряжением элементам цепей, лишенных изоляции;
з) отключить цепь от источника питания при любых переключениях и пересоединениях;
и) немедленно отключить цепь от источника питания при появлении дыма, специфического запаха горелой изоляции, при исчезновении напряжения на главном распределительном щите лаборатории;
к) при поражении электрическим током суметь оказать первую помощь пострадавшему.
Правила сборки электрической цепи
При сборке электрической цепи пользуйтесь следующими правилами:
а) по возможности расставляйте приборы и принадлежности так, чтобы они соответствовали электрической схеме. Электромагнитные поля индуктивных катушек и трансформаторов влияют на точность
измерений, поэтому устанавливайте приборы как можно дальше от источников электромагнитного поля;
б) электрическую цепь начинайте собирать с клеммы, соответствующей входу исследуемой схемы. В первую очередь собирайте последовательную (токовую) цепь, а затем подключайте параллельные ветви. Ветви, состоящие из вольтметров, параллельных обмоток ваттметров, фазометров, подсоединяйте в последнюю очередь;
в) при подключении, какого бы то ни было элемента, не имеющего обозначения полярности, входом считайте левую (верхнюю) клемму, а выходом - правую (нижнюю). Если же имеются обозначения “ плюс” и “ минус”, то входом считайте положительный зажим;
г) подсоединяйте источники питания через ключ или рубильник; д) перед включением электрической цепи установите регуляторы напряжения в положение, обеспечивающее минимальный ток во всех его элементах, установите делители напряжения на минимум напряжений на выходе, увеличьте до максимума сопротивления реостатов, расширьте пределы измерений
используемых многопредельных приборов; е) включайте исследуемую электрическую цепь только после ее
проверки преподавателем.
Методика проведения эксперимента
Включите исследуемую электрическую цепь. Постепенно увеличивая напряжение от нуля до указанной в методическом описании величины, не производя записи показаний приборов в протокол, убедитесь в том, что пределы измерительных приборов выбраны правильно.
На основании пробного опыта выберите интервалы, через которые следует производить запись показаний приборов.
Перед началом измерений внимательно определите цену деления приборов. В протокол измерений заносятся показания приборов только в размерных единицах (представление результатов эксперимента в “ делениях” недопустимо). Одновременно с записью стройте кривую исследуемой зависимости. Если одна или несколько точек лежат в стороне от кривой, то проводите повторное измерение.
По окончании каждой части работы до разборки электрической цепи оцените правильность полученных результатов, выполните расчеты, постройте графики и весь этот материал представьте преподавателю для проверки.
Вносить изменения в электрическую цепь, разбирать ее можно только с разрешения преподавателя после отключения всех источников питания.
Программа лабораторной работы считается выполненной после утверждения результатов опытов преподавателем и отметки о проделанной работе в журнале.
Составление отчета
Студент составляет индивидуальный отчет по каждой выполненной в лаборатории работе.
На первой странице отчета в ее правой верхней четверти помещается штамп, содержащий Ф.И.О. студента, номер группы и этапы выполнения работы.
Фамилия И.О., гр. |
Подпись |
Дата |
Эксперимент выполнен |
|
|
Работа оформлена |
|
|
Работа защищена |
|
|
Отчет должен содержать: название и цель работы, метрологические характеристики приборов, принципиальную схему экспериментальной установки, таблицы данных экспериментов и вычислений, графики и векторные диаграммы токов и напряжений, выводы. Технические характеристики измерительных приборов заносятся в таблицу, пример которой приведен ниже.
Название |
|
Условное |
Класс |
Предел |
||||
Система прибора |
обозначение |
точност |
измерений |
|||||
прибора |
||||||||
|
|
|
|
|
и |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
Амперметр |
Магнитоэлектрическая |
|
|
|
|
0,5 |
1 А |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вольтметр |
Электромагнитная |
|
|
|
|
1,5 |
150 В |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для определения характеристик электроизмерительных приборов, используемых при проведении эксперимента, можно
воспользоваться таблицами 1 и 2, в которые сведены условные |
||||
обозначения, наносимые на шкалы приборов. |
|
|||
|
|
|
Таблица 1 |
|
Условные знаки и краткая характеристика электроизмерительных |
||||
|
приборов |
|
||
Условный знак |
Наименование |
Род тока |
Тип прибора |
|
системы |
прибора |
и частота |
||
|
||||
|
Электромагнитный |
Постоянный и |
Амперметры, |
|
|
прибор |
переменный ток |
вольтметры |
|
|
Электромагнитный |
10-104 Гц |
Фазометры, |
|
|
(действующее |
|||
|
логометр |
значение) |
фарадометры |
|
|
Магнитоэлектрический |
|
Амперметры, |
|
|
|
вольтметры, |
||
|
прибор |
Постоянный ток, |
||
|
гальванометры |
|||
|
|
пульсирующий |
Омметры, |
|
|
|
ток |
||
|
|
частотометры |
||
|
Магнитоэлектрический |
(среднее |
||
|
инфранизкой |
|||
|
логометр |
значение) |
||
|
частоты |
|||
|
|
|
||
|
|
|
0,1-1,5 Гц |
|
|
|
Постоянный и |
|
|
|
Электродинамический |
переменный ток |
Амперметры, |
|
|
10-2-10-4 Гц |
вольтметры, |
||
|
прибор |
(действующее |
ваттметры |
|
|
|
|||
|
|
значение) |
|
|
|
|
Постоянный и |
Амперметры, |
|
|
|
переменный ток |
||
|
Ферродинамический |
вольтметры, |
||
|
10-103 Гц |
|||
|
прибор |
(действующее |
ваттметры |
|
|
|
|
||
|
|
значение) |
|
|
|
|
Постоянное и |
|
|
|
Электростатический |
переменное |
Вольтметры |
|
|
прибор |
напряжение |
||
|
|
|||
|
|
10-103 Гц |
|
|
|
Прибор |
Постоянный и |
|
|
|
переменный ток |
Амперметры, |
||
|
выпрямительной |
|||
|
(действующее |
вольтметры |
||
|
системы |
|||
|
значение) |
|
||
|
|
|
Таблица 2
Условные обозначения на шкалах электроизмерительных приборов
Условное графическое |
Содержание условного |
|||||||||||||||||||
|
|
|
обозначение |
обозначения |
||||||||||||||||
|
|
А, В (V), W, W, Hz, |
Наименование единицы измеряемой |
|||||||||||||||||
|
|
величины: ампер, вольт, ватт, ом, герц, |
||||||||||||||||||
|
|
|
j, cosj, F, H |
градус угла сдвига фаз, коэффициент |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мощности, фарада, генри |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,05; 0,1; 0,2; 0,5; |
Класс точности прибора, определяемый по |
|||||||||||||||||||
допустимому значению приведенной |
||||||||||||||||||||
1,0; 1,5; 2,5; 4,0 |
погрешности |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^ ; |
|
Ð60 |
|
|
|
|
|
Рабочее положение шкалы прибора: |
||||||
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
горизонтальное; вертикальное; под углом, |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
например, 600 к горизонтали |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; ~ |
; |
|
|
~ |
; ~ |
|
Прибор предназначен для работы: |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
в цепи постоянного тока; в цепи переменного |
||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тока; в цепи постоянного и переменного тока; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в цепи трехфазного тока |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Измерительная цепь прибора изолирована от |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
корпуса и испытана напряжением, например, |
|||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 кВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Внимание! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Смотри дополнительные указания в паспорте |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
или инструкции по эксплуатации прибора |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Прибор работает нормально: |
|
|
500 Hz; 45 - 500 Hz |
при частоте 500 Гц; при частотах от |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
45 до 500 Гц |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Прибор защищен от внешних магнитных |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
полей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Прибор защищен от влияния электрических |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
полей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Все записи в отчете должны быть выполнены чернилами. Элементы электрических схем и графики, изображенные в отчете,
A I |
B Uк |
B UС |
|
|
выполняются |
карандашом с |
||||||||||||
|
|
применением |
|
чертежных |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
1,2 |
|
|
120 |
|
|
|
180 |
|
|
|
|
|
|
инструментов |
с |
соблюдением |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
1,0 |
|
|
100 |
|
|
|
150 |
|
|
|
|
|
|
требований |
ГОСТ. Графики |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
0,8 |
|
|
80 |
|
|
|
120 |
|
|
|
|
|
|
изображаются в прямоугольной |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
0,6 |
|
|
60 |
|
|
|
90 |
|
|
|
|
|
|
системе координат в масштабе |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
0,4 |
|
|
40 |
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
(с равномерными шкалами). |
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
0,2 |
|
|
20 |
|
|
|
30 |
|
|
|
|
С |
|
Допускается |
изображение |
на |
||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
одном |
рисунке |
нескольких |
|||
0 |
|
0 |
|
|
|
0 |
|
|
Ф×10 |
+6 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
графиков. При этом для каждого |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 1 |
|
|
графика |
может |
быть |
свой |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
масштаб |
по оси |
ординат (рис. |
1).
Построение графиков производится на миллиметровой бумаге, которая вклеивается в отчет. Масштабы рекомендуется выбирать такими, чтобы графики были размером 10-15 см на 12-18 см, считая больший размер по оси абсцисс. Векторные диаграммы токов и напряжений выполняются в масштабе с точным построением углов.
Составители: Р.В. Ахмадеев, И.В. Вавилова, П.А. Грахов, Т.М. Крымская, Е.В. Ларионова
УДК 621.3.001
Электрические и магнитные цепи: Лабораторный практикум по дисциплине “ Электротехника и электроника” / Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т; Сост.: Р.В. Ахмадеев, И.В.Вавилова, П.А. Грахов, Т.М.Крымская, Е.В. Ларионова.- Уфа, 2009.-83 с.
Методические указания содержат лабораторный практикум, типовые расчетные задачи и задачи для самостоятельного решения, которые охватывают следующие темы: методы расчета линейных электрических цепей, расчет однофазных и трехфазных цепей переменного тока, расчет магнитных цепей с переменной магнитодвижущей силой.
Указания предназначены для студентов вузов неэлектротехнических специальностей, изучающих дисциплину “ Электротехника и электроника” по дневной, вечерней, а также по заочной формам обучения.
Методические указания соответствуют государственным образовательным стандартам дисциплины “ Электротехника и электроника” для направлений подготовки бакалавров и дипломированных специалистов 090100,
140100, |
140500, |
150200, |
150400, |
150500, |
150600, |
150700, |
150800, |
160100, |
160300, |
190700, |
220100, |
220200, |
220300, |
220400, |
230100, |
230200, |
230400, |
280100, 280200. |
|
|
|
|
|
|
|
Табл. 17. Ил. 84. Библиогр.: 10 назв.
Рецензенты: канд. техн. наук доцент Мухутдинова Г.С.; канд. техн. наук доцент Гусаров А.В.
© Уфимский государственный авиационный технический университет, 2009