Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Lab_OE_p1

.pdf
Скачиваний:
17
Добавлен:
18.03.2015
Размер:
818.47 Кб
Скачать

Федеральное 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

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]