Методические указания к практическим занятиям по дисциплине "Электротехника"
учебно-методический материал на тему

Практическая работа №1

Расчет эквивалентной емкости при смешанном соединении конденсаторов

Цель работы : Научиться рассчитывать эквивалентную емкость цепи при смешанном соединении конденсаторов.

Краткие теоретические сведения

1.Последовательное  соединение конденсаторов-такое соединение при котором конденсаторы следуют друг за другом, и узлов между ними нет.

+…

Для двух последовательно соединенных конденсаторов можно применить формулу расчета эквивалентной емкости:

2.Паралельное соединение конденсаторов-такое соединение , при котором конденсаторы подключены к одним и тем же двум узлам электрической цепи.

…

Пример расчета эквивалентной емкости

Дано:

=6 мкФ

=4,5 мкФ

===3 мкФ

=1,5 мкФ

Найти:

Решение

1.Конденсаторы и  соеденины последовательно, следовательно:

Заменяем конденсаторы и  одним с эквивалентной емкостью:

2.Конденсаторыи  соединены параллельно, следовательно:

=+

=1,5+1,5=3 мкФ

Заменяем два параллельных конденсатора и  одним с эквивалентной емкостью         :

3.Конденсаторы и  соеденины последовательно, следовательно:

Заменяем два последовательно соединенных конденсатора и  одним с эквивалентной емкостью :

4.Конденсаторы  и  соединены параллельно , следовательно :

Заменяем два параллельно соединенных конденсатора и  одним с эквивалентной емкостью :

5. Конденсаторы и  соединены последовательно , следовательно , можно  найти эквивалентную емкость цепи :

=3 мкФ

Задание

1.Зарисовать электрическую цепь в соответствии со своим вариантом (таблица №1)

2.Определить Эквивалентную емкость Цепи () со смешанными соединениями конденсаторов при условии ,что емкость конденсаторов соответственно равны:

2 мкФ

=

= 3 мкФ

= 1 мкФ

= 0,5 мкФ

Практическая работа № 2

Расчет эквивалентного сопротивления цепи при смешанном соединении резисторов

Цель работы: Научиться рассчитывать эквивалентное сопротивление цепи со смешанным соединением резисторов.

Краткие теоретические сведения.

1.Последовательное соединение резисторов – такое соединение, при котором резисторы следуют друг за другом ,и узлов между ними нет.

2. Параллельное соединение резисторов – такое соединение, при котором резисторы подключены к одним и тем же двум узлам электрической цепи.  

Для двух параллельно соединенных резисторов можно применить формулу расчета эквивалентного сопротивления:

Пример расчета эквивалентного сопротивления.

Дано:

Найти:

Решение.

1. Резисторы соединены параллельно, следовательно :

 (Ом)

Заменим резисторы  одним с эквивалентным сопротивлением  :

2. Резисторы   и   соединены последовательно, следовательно:

+1=

Заменим резисторы  и  одним с эквивалентным сопротивлением  :

3. Резисторы  соединены параллельно,следовательно:

= =  (Ом)

Заменим резисторы  одним с эквивалентным сопротивлением  :

4.Резисторы  соединены последовательно, следовательно:

  (Ом)

Заменим резисторы  одним с эквивалентным сопротивлением  :

5. Резисторы  и   соединены параллельно, следовательно:

  (Ом)

Заменим резисторы  и   одним с эквивалентным сопротивлением  :

6. Резисторы  и   соединены параллельно, следовательно, можно найти эквивалентное сопротивление цепи:

 (Ом)

 (Ом)

Задание

Зарисовать электрическую цепь в соответствии со своим вариантом (таблица № 1) :

Таблица № 1

2.Определить эквивалентное сопротивление цепи (со смешанным соединением резисторов при условии , что сопротивление резисторов соответственно равны:

Практическая работа№3

Определение характеристик электроизмерительных приборов

Цель работы: 1. Научиться определять параметры и характеристики электроизмерительных приборов    по условным знакам на шкале

                          2. Научиться определять цену деления прибора

Краткое содержание темы

Классификация электроизмерительных приборов

Системы измерительных механизмов

Условные обозначения, применяемые на шкалах электроизмерительных приборов

Порядок выполнения работы:

1. Определить паспортные данные прибора:

А) наименование прибора –

Б) тип прибора –

В) заводской номер –

Г) год выпуска –

Д) ГОСТ –

2. Определить характеристики прибора:

3. Определить цену деления шкалы прибора:

А) пределы измерений: 0 - … - …

Б) рабочий предел измерения: Аmax = …

В) количество делений на шкале: N = …

Г) цена деления:

4. Написать вывод по проделанной работе.

Практическая работа № 4

Расчет трехфазной цепи , соединенной по смехе «звезда»

Цель работы: 1.Научиться определять линейные и фазные токи и напряжения в трехфазной цепи, соединенной по схеме  « Y »

                                2.Научиться определять ток в нулевом проводе.

Краткие теоретические сведения :

     Соединение «звезда» - это такое соединение при котором концы всех фаз ( Х ,Y, Z) соединены в одну общую точку, называемую нулевой или нейтральной ,а начала фаз (A, B, C) подключены к линейным проводам.

Где, ,  – нагрузка  фаз A,В,С.

     Напряжения на зажимах нагрузки называют фазными  (, ), а напряжения между линейными проводами – линейными  (, )

 Нагрузка всех трех фаза называется симметричной, если нагрузки фаз имеют одинаковое значение и носят одинаковый характер. Вследствие этого токи во всех фазах равны, а также равны сдвиги фаз между токами и напряжениями.

     При симметричной нагрузке ток в нулевом проводе равен нулю. По этой причине для заведомо симметричной нагрузки (например, трехфазного двигателя )нейтральный провод не нужен.

     При несимметричной системе или при неравномерной нагрузке фаз (токи в фазах не равны или разные сдвиги фаз между фазными напряжениями и токами) по нулевому проводу будет протекать ток, который можно определить двумя способами :

1.Векторный  

2. Расчетный , где

 – сумма проекций всех токов на ось OX

 – сумма проекций всех токов на ось OY

Заведомо несимметричной нагрузкой является освещение.

Пример расчета тока в нулевом проводе при несимметричной нагрузке в фазах.

Дано:

Фаза «А»:

Фаза «В»:

= 4 Oм

Фаза «С»:

1.Зарисуем электросхему:

2.Определяем фазное напряжение:

3.Вычисляем фазные токи по закону Ома для соответствующего типа нагрузки (см. таблицу № 1)

4. Определяем сдвиги фаз между фазными напряжениями и токами: (таблица №1)

Так как токи в фазах и сдвиги фаз между фазными напряжениями и токами разные нагрузки будет несимметричной, по нулевому проводу будет протекать ток.

     5.Определяем ток в нулевом проводе

1 способ –векторный

1.В выбранном нами масштабе построим векторную диаграмму фазных напряжений и токов.

     Масштаб:  

     2.Построим вектор,равный сумме векторов фазных токов, т.е.

     3.Измерив длину вектора , определим ток в нулевом проводе:

2способ-расчетный

Найдем проекцию всех токов на ось OX и OY:

102033,4

2016,5

Примечание:

Таблица №1                                                                                                                         Типы нагрузок

Задание:

В трехфазную четырех проводную сеть с линейным напряжением  включить «звездой» разные по характеру сопротивления, (см. таблицу 2).

Зарисовать эл.цепь в соответствии со своим вариантом (см.таблицу 1).

Определить фазные токи и начертить в масштабе векторную диаграмму цепи.

По векторной диаграмме определить числовое значение тока в нулевом проводе.

Определить значение тока в нулевом проводе расчетным методом и сравнить данное значение с величиной ,полученной из векторной диаграммы.

Написать вывод по проделанной работе.

Таблица №2         Данные к задачам

Практическая работа № 5 .

Расчет трехфазной цепи, соединенной по схеме «треугольник».

Цель работы: 1.Научиться определять линейные и фазные токи в трехфазной цепи, соединенной по схеме  «треугольник».

                                    2.Научиться определять мощность трехфазной  системы.

  Краткие теоретические сведения:

Соединение» треугольник» - это такое соединение, при котором конец фазы А   соединен с началом фазы В, конец фазы В соединен с началом фазы С. А конец фазы С соединен с началом фазы А. 

По нагрузкам протекают фазные токи  а по линейным проводам – линейные .

При симметричной нагрузке, а         а при несимметричной нагрузке ток линейный находится из векторной диаграммы.

Активная, реактивная и полная мощности трехфазной системы для симметричной нагрузки определяются:

При несимметричной нагрузке определяются активная, реактивная и полная мощности каждой фазы, а затем складываются, т.е.

Пример расчета линейных токов и мощностей при несимметричной нагрузке трехфазной цепи, соединенной по схеме «треугольник»:

Дано:

Фаза  АВ:

Фаза ВС:  

Фаза СА:

1.Зарисуем эл. схему

2.Вычисляем фазные токи по закону Ома для соответствующего типа нагрузки (см. табл.1)

3. Определяем сдвиги фаз  м/у  фазными напряжениями и токами (табл.№1)

4. В масштабе построим векторную диаграмму фазных токов и напряжений.

5. Построим вектора линейных токов

   На основании     Кирхгофа можно записать:

 6. По векторной диаграмме, исходя из масштаба, определяем линейные токи

7. Определяем мощность трехфазной системы:

7.1 Активная мощность

2. Реактивная мощность

7.3. Полная мощность:

Задание:

В трехфазную сеть с линейным напряжением  включили треугольником разные по характеру сопротивления:

1.Зарисовать эл.цепь в соответствии со своим вариантом (см. табл. 2)

2.Определить фазные токи и начертить в масштабе векторную диаграмму цепи.

3. По векторной диаграмме определить числовые значения линейных токов.

4. Вычислить активную, реактивную и полную мощности трехфазной системы.

ТАБЛИЦА 2.                                  ДАННЫЕ К ЗАДАЧАМ.