- •Кабінет міністрів україни
- •Київ – 2012
- •Навчальне видання Електротехніка (1 модуль)
- •Порядок виконання лабораторних робiт
- •Кожен член бригади повинен знати призначення всiх елементiв схеми I порядок виконання дослiдiв.
- •Увімкнення зібраної схеми під напругу дозволяється тiльки пiсля перевiрки її викладачем.
- •Оформлення звiту з лабораторної роботи
- •Необхiдно розумiти I вмiти аналiзувати позначення на шкалах приладiв, щитках машин I апаратiв, збирати на робочому мiсцi електричнi схеми для проведення дослiдiв.
- •Вивчення способів вимірювання електричних величин та електровимірювальних приладів
- •1 Мета роботи
- •2 Загальні теоретичні відомості
- •2.1 Похибки вимірювань та приладів. Клас точності
- •2.2 Класифікація електровимірювальних приладів та їх маркування
- •2.3. Будова та основні деталі електровимірювальних приладів
- •2.4 Електровимірювальні прилади магнітоелектричної системи
- •2.5 Електровимірювальні прилади електромагнітної системи
- •2.6 Електровимірювальні прилади електродинамічної системи
- •2.7 Електровимірювальні прилади феродинамічної системи
- •2.7 Електровимірювальні прилади індукційної системи
- •2.8 Електростатична система
- •2.9 Цифрові прилади
- •2.10 Вимірювання струму, напруги, опору, потужності та енергії
- •Якщо на вимірювальній шкалі ватметра позначення зображені подiлками, то значення виміряної потужностi буде дорiвнювати:
- •2.11 Вимірювання кута зсуву фаз та коефіцієнта потужності в колах змінного струму
- •2.12 Вимірювання частоти змінного струму
- •6 Зміст звіту
- •7 Запитання для самоконтролю
- •8 Список літератури
- •Лабораторна робота n 2 дослiдження електричного кола постiйного струму з послідовним з'єднанням струмоприймачів
- •1 Мета роботи
- •2 Загальні теоретичнi вiдомостi
- •3 Завдання для самостійної позааудиторної підготовки до лабораторної роботи
- •4 Обладнання робочого місця
- •5 Порядок виконання роботи в лабораторії
- •6 Зміст звіту
- •7 Запитання для самоконтролю
- •8 Список літератури
- •Лабораторна робота n 3 дослiдження електричного кола постiйного струму з паралельним з'єднанням струмоприймачів
- •1 Мета роботи
- •2 Загальні теоретичнi вiдомостi
- •3 Завдання для самостійної позааудиторної підготовки до лабораторної роботи
- •4 Обладнання робочого місця
- •5 Порядок виконання роботи в лабораторії
- •6 Зміст звіту
- •7 Запитання для самоконтролю
- •8 Список літератури
- •Дослiдження кола однофазного змінного струму з послiдовним з'єднанням активного, iндуктивного I ємнiсного опорів
- •1 Мета роботи
- •2 Загальні теоретичнi вiдомостi
- •3 Завдання для самостійної позааудиторної підготовки до лабораторної роботи
- •4 Обладнання робочого місця
- •5 Порядок виконання роботи в лабораторії
- •6 Зміст звіту
- •7 Запитання для самоконтролю
- •8 Список літератури
- •Дослідження кола однофазного змінного струму з паралельним з'єднанням індуктивного і ємнісного опорів
- •1 Мета роботи
- •2 Загальні теоретичні відомості
- •3 Завдання для самостійної позааудиторної підготовки до лабораторної роботи
- •4 Обладнання робочого місця
- •5 Порядок виконання роботи в лабораторії
- •6 Зміст звіту
- •7 Запитання для самоконтролю
- •8 Список літератури
- •Повірка однофазного індукційного лічильника електричної енергії
- •1 Мета роботи
- •2 Загальні теоретичні відомості
- •3 Завдання для самостійної позааудиторної підготовки до лабораторної роботи
- •4 Обладнання робочого місця
- •5 Порядок виконання роботи в лабораторії
- •6 Зміст звіту
- •7 Запитання для самоконтролю
- •8 Список літератури
- •Дослідження кола трифазного змінного струму при з'єднанні струмоприймачів зіркою
- •1 Мета роботи
- •1 Загальні теоретичні відомості
- •3 Завдання для самостійної позааудиторної підготовки до лабораторної роботи
- •4 Обладнання робочого місця
- •5 Порядок виконання роботи в лабораторії
- •6 Зміст звіту
- •7 Запитання для самоконтролю
- •8 Список літератури
- •Дослідження кола трифазного змінного струму при з'єднанні струмоприймачів трикутником
- •1 Мета роботи
- •2 Загальні теоретичні відомості
- •3 Завдання для самостійної позааудиторної підготовки до лабораторної роботи
- •4 Обладнання робочого місця
- •5 Порядок виконання роботи в лабораторії
- •6 Зміст звіту
- •7 Запитання для самоконтролю
- •8 Список літератури
- •Дослідження електронно-променевого осцилографа та осцилографічної цифрової приставки
- •1 Мета роботи
- •2 Загальні теоретичні відомості
- •3 Завдання для самостійної позааудиторної підготовки до лабораторної роботи
- •4 Обладнання робочого місця
- •5 Виконання роботи
- •5.5. Вимірювання амплітудного значення досліджуваного сигналу
- •5.5.1. Приєднати входи осцилографа (ео) та цифрового вольтметра (цв) до виходу звукового генератора (зг) (рис.9.8).
- •5.6. Вимірювання періоду досліджуваного сигналу
- •Таблиця 9.2 – Дані вимірювань та результати обчислень для визначення періоду
- •5.6.7. Вимірювання параметрів імпульсного сигналу
- •5.7.1. Приєднати вхід осцилографа до виходу імпульсного генератора.
- •5.8. Дослідження електричних величин (енергетичних показників) асинхронного двигуна
- •6 Зміст звіту
- •7 Запитання для самоконтролю
- •8 Список літератури
- •Кабінет міністрів україни
- •2 Вимоги безпеки перед початком роботи
- •3 Вимоги безпеки під час роботи
- •4 Вимоги безпеки при аварійних ситуаціях
- •5 Вимоги безпеки після закінчення роботи
6 Зміст звіту
Звіт про виконання лабораторної роботи повинен містити:
назву роботи та її мету;
короткий конспект розділу „Загальні теоретичні відомості”;
схеми наведені на рис. 6.2 - 6.3;
технічні дані струмоприймача активної енергії, реостатів, дроселю та електровимірювальних приладів;
табл. 6.1;
графік залежності ;
розрахунки та висновки.
7 Запитання для самоконтролю
7.1. Як за допомогою лічильника визначити величину спожитої електроенергії?
7.2. Яка будова індукційного однофазного лічильника і яке призначення його основних вузлів та деталей?
7.3. На якому принципі ґрунтується робота індукційного лічильника?
7.4. Яким чином створюється протидіючий гальмівний момент в лічильнику?
7.5. Що таке дійсна постійна та номінальна постійна лічильника? Як вони визначаються?
7.6. Як визначається відносна похибка лічильника і яке її допустиме значення?
7.7. Що таке межа чутливості лічильника, як її визначають та яке її допустиме значення?
8 Список літератури
8.1. Алукер Ш.М. Электрические измерения. - М.: Колос, 1972. - 352 с.
8.2. Мурзін В.К. Загальна електротехніка. – Полтава: Кременчук, 2001. – 323 с.
8.3. Трегуб А.П. Электротехника. - К.: Вища школа, 1987. - 599 с.
8.4. Электротехника: Учебник для неэлектрических спец. вузов / Зайдель Х.Э., Коген-Далин В.В., Крымов В.В. и др.; Под ред. В.Г. Герасимова. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1985. - 480 с.
8.5. Электрические измерения (с лабораторными работами) / Демидова-Панферова Р.М., Малиновский В.Н., Попов В.С и др.; Под ред. В.Н. Малиновского. - М.: Энергоиздат, 1982. - 392 с.
Лабораторна робота N 7
Дослідження кола трифазного змінного струму при з'єднанні струмоприймачів зіркою
1 Мета роботи
1.1. Провести дослідження режимів роботи кола трифазного змінного струму при з’єднанні струмоприймачів зіркою.
1.2. Засвоїти метод знаходження нейтрального і лінійних провідників у трифазному чотирипровідному колі.
1.3. Встановити експериментально співвідношення між лінійною і фазною напругами при різних навантаженнях струмоприймачів.
1.4. З'ясувати вплив обриву лінійного і нейтрального провідників на роботу струмоприймачів.
1.5. Ознайомитись з методами вимірювання потужності в трифазному колі.
1.6. Навчитись будувати векторні діаграми напруги і струмів для кіл трифазного змінного струму при з'єднанні струмоприймачів зіркою.
1 Загальні теоретичні відомості
Коло трифазного змінного струму - це сукупність трьох однофазних кіл, в яких одночасно діють три рівні за величиною і зміщені за фазою одна відносно іншої на третину періоду (120°) синусоїдні е.р.с. однакової частоти (рис. 7.1а).
З'єднання, при якому кінці трьох струмоприймачів з опором ZА, ZВ, ZС, з'єднані в одну точку, а до їх початків підведена напруга трифазного змінного струму, називається зіркою (рис. 7.1б). Кожний із цих однофазних струмоприймачів називають фазою.
Точка з'єднання кінців споживачів називається нейтральною, а провідник, який з'єднує її з нейтральною точкою джерела – нейтральним провідником. Решту провідників, які з'єднують джерело із споживачем, називають лінійними.
Напруги між лінійними провідниками UАВ, UВС, UСА називаються лінійними, а між нейтральними і лінійними провідниками - фазними напругами (UА, UВ, UС). Лінійна і фазна напруга зв'язані між собою векторними рівняннями:
; ; . (7.1)
Струми в лінійних провідниках називають лінійними, а струми в струмоприймачах (у фазах) – фазними. При з'єднанні струмоприймачів зіркою лінійні струми дорівнюють фазним:
а б
Рисунок 7.1 – Векторна діаграма е.р.с. (а) і схема з'єднання джерела трифазного змінного струму та струмоприймачів, з’єднаних зіркою
. (7.2.)
Струм в нейтральному провіднику IN дорівнює геометричній сумі струмів фаз:
. (7.3)
Навантаження трифазного кола може бути симетричним і несиметричним. Умова симетричного навантаження: ZА=ZВ=ZС, a також RА=RВ=RС і XА=XВ=XС, де Z, R, X - відповідно повний, активний і реактивний опори фаз струмоприймачів.
При симетричній підведеній напрузі і симетричному навантаженні система струмів кола також буде симетричною. На рис. 7.2 зображена векторна діаграма струмів і напруг для симетричного режиму і активно–їндуктивного навантаження (кут зсуву фаз φ ≥ 0). З цієї діаграми видно, що симетричні системи лінійних і фазних напруг зміщені між собою на кут 30°. Крім цього, користуючись діаграмою можна легко встановити, що:
. (7.4)
Струм в нейтральному провіднику . Тому при симетричному режимі необхідності в нейтральному проводі немає, передача електроенергії від джерела до струмоприймача здійснюється трипровідною системою.
Якщо симетрія навантаження порушується (ZА≠ZВ≠ZС), то система фазних струмів не буде симетричною. При наявності в системі четвертого (нейтрального) провідника в ньому з'являється струм . Потенціал нейтральної точки джерела стає близьким до потенціалу нейтральної точки джерела і несиметрія фазної напруги значно послаблюється (рис. 7.3).
При відсутності нейтрального провідника фазні (вони ж і лінійні) струми встановлюються такі, що їх геометрична сума дорівнює нулю (рис. 7.4). Нейтральна точка навантаження переміщується відносно нейтральної точки
Рисунок 7.2 – Векторна діаграма струмів та напруг кола трифазного змінного струму при симетричному навантаженні
джерела . Це призводить до порушення симетрії фазних напруг на затискачах струмоприймача навіть при симетрії напруг джерела. Струмоприймач з меншим опором (більшим навантаженням) попадає під більш низьку напругу, ніж струмоприймач з більшим опором (меншим навантаженням).
Порушується також симетрія кутів зсуву фазної напруги і співвідношення між лінійними і фазними напругами ().
Струм в нейтральному провіднику IN звичайно менший, ніж струми в лінійних провідниках, тому площа поперечного перерізу його, як правило менша, ніж площа лінійних.
Обрив лінійного провідника призводить до вимикання одного із струмоприймачів. Наприклад, при обриві фази А вимикається струмоприймач ZА. При наявності нейтрального провідника це не впливає на роботу двох інших струмоприймачів (двох інших фаз) або, іншими словами, фазні напруги не змінюються. Якщо нейтральний провідник відсутній, то інші два струмоприймачі залишаються увімкненими послідовно на лінійну напругу. Напруга ж на струмоприймачах розподіляється пропорційно їх повним опорам, у цьому разі режим роботи кола буде порушений.
Активна потужність в трифазному колі при симетричному навантаженні
може бути виміряна однофазним ватметром в одній фазі, при цьому загальна активна потужність трифазного кола дорівнює показу ватметра, помноженому на 3. Активну потужність при несиметричному навантаженні у трифазному колі вимірюють за допомогою трьох ватметрів або одного двоелементного ватметру.
Рисунок 7.3 – Векторна діаграма фазних напруг і струмів та графічне визначення струму в нейтральному провіднику в колі трифазного змінного струму при несиметричному навантаженні
Рисунок 7.4 – Векторна діаграма лінійних і фазних напруг та струмів при відсутності нейтрального провідника в колі трифазного змінного струму при несиметричному навантаженні