Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з навчальної дисципліни "Електротехніка в будівництві"
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ПРИДНІПРОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ МЕТАЛУРГІЙНИЙ КОЛЕДЖ
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
до виконання лабораторних робіт
з навчальної дисципліни «Загальна електротехніка з основами електроніки»
для здобувачів освіти спеціальності 136 «Металургія»
Кам'янське, 2020 р.
Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з навчальної дисципліни «Загальна електротехніка з основами електроніки» / Укладач Устименко Ю.В. - викладач Придніпровського державного металургійного коледжу - 2020
Рецензент Лісняк С.М. – викладач – методист Придніпровського державного металургійного коледжу, голова ЦК електротехнічних дисциплін
Ухвалено на засіданні
циклової комісії
електротехнічних дисциплін
Протокол від _________№ _____
Голова ЦК
______________ С. М. ЛІСНЯК
ЗМІСТ
Лабораторна робота №1 ………………………………………………………
Лабораторна робота №2 ………………………………………………………
Лабораторна робота №3 ………………………………………………………
ПРИДНІПРОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ МЕТАЛУРГІЙНИЙ КОЛЕДЖ ЦИКЛОВА КОМІСІЯ ЕЛЕКТРОТЕХНІЧНИХ ДИСЦИПЛІН
РОБОТИ
ЛАБОРАТОРНІ
з навчальної дисципліни: «Загальна електротехніка з основами електроніки»
ПДМК 1361 000 ТЗ
Галузь знань: 13 «Механічна інженерія»
Спеціальність:
136 «Металургія»
Спеціалізація: «Виробництво сталі і феросплавів»
Здобувача освіти групи ВС-181/9
_____________________________________
Викладач УСТИМЕНКО Ю. В.
Відмітка про залік ____________________
м. Кам'янське – 2020 рік
Лабораторна робота №1
Тема роботи: Дослідження кола постійного струму
1.Мета роботи:
1.1 Дослідити послідовне і паралельне з’єднання приймачів електричної енергії.
1.2 Перевірити шляхом досліджень закони Кірхгофа та баланс потужностей.
2.Хід роботи.
2.1.Ознайомитись з робочим місцем.
2.2.Зібрати схему і показати викладачеві для перевірки.
2.3.Ввімкнути коло, показники електричних приладів записати в таб. 1.
Таблиця 1
|
Вимірено |
Обчислено |
|||||||||||
|
E |
U |
I |
U1 |
U2 |
U3 |
P |
R1 |
R2 |
R3 |
Rек |
Rвн. |
P |
|
В |
В |
А |
В |
В |
В |
Вт |
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
Вт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.4.Зібрати коло з паралельними з’єднанням резисторів, показати викладачеві для перевірки.
2.5 Ввімкнути ланцюг, показники електричних приладів записати в таб. 2
Таблиця 2
|
Вимірено |
Обчислено |
|||||||||
|
U |
I |
P |
I1 |
I2 |
I3 |
R1 |
R2 |
R3 |
Rек |
P |
|
В |
А |
Вт |
А |
А |
А |
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
Вт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.Обробка результатів дослідження
3.1 За даними табл. 1,2 перевірити І – й та ІІ – й закони Кірхгофа:
U=U1+U2+U3
I=I1+I2+I3
3.2 Обчислити R1,R2,R3,Rекв,Rвн, використовуючи дані табл. 1,2
табл. 1
табл. 2
3.3 Перевірити баланс потужностей, використовуючи дані табл. 1
P=I2(R1+R2+R3)=UI (Вт)
4.Відповісти на питання:
4.1. Яку залежність виражає зовнішня характеристика джерела енергії?
4.2. Чим відрізняється напруга на затискачах джерела енергії від ЕРС ?
4.3. Як знайти внутрішній опір джерела енергії ?
4.4. На якому законі засновано рівняння енергетичного балансу?
4.5. Що означає генераторний та двигуновий режими джерела та як враховується режим його роботи при складанні енергетичного балансу?
Лабораторна робота № 2
Тема роботи: Дослідження трифазного кола при з'єднанні електроприймачів зіркою.
1.Мета роботи:
1.1.Визначити дослідним шляхом залежності між лінійними і фазними напругами та струмами при симетричному навантаженні.
1.2.Виявити роль нейтрального провідника при несиметричному навантаженні.
2. Основні теоретичні положення
У колах трифазного струму застосовуються два основних способи з’єднання фаз джерел та приймачів електричної енергії: з’єднання зіркою (умовно зображується ) і з’єднання трикутником (∆).
Кожна фаза обмотка джерела енергії чи фаза навантаження має два виводи – початок «Н» і кінець «К».
При з’єднанні фаз зіркою (рис.1,2)однойменні зажими, наприклад, кінці К1, К2,К3, з’єднуються в один вузол О, що називається нульовою або нейтральною точкою. Для електричних машин дуже важливо не переплутати початок та кінець фаз (так як фази індуктивно пов’язані).
Розрізняють симетричні та несиметричні режими роботи трифазної мережі. При симетричному режимі комплексні опори фаз споживача однакові.
При з’єднанні навантаження зіркою її фазні та лінійні струми однакові. Модуль лінійних напруг при симетричному навантаженні зв’язаний з фазними співвідношеннями: 
Вектори лінійних напруг повернуті відносно фазних на 30о, наприклад:
На рис.1 прийняті позначення: ЕА ЕВ ЕС – фазні ЕPС джерела:
UА,UВ,UС – фазні напруги джерела;
Uа,Uв,Uс – фазні напруги споживача електроенергії;
UАВ,UВС,UСА – лінійні напруги джерела;
Uав,Uвс,Uса – лінійні напруги споживача електроенергії;
IА,IВ,IС – фазні струми джерела;
Iа,Iв,Iс – фазні струми споживача електроенергії;
IАВ,IВС,IСА – лінійні струми джерела;
Iав,Iвс,Iса – лінійні струми споживача електроенергії;
ZЛ - опір лінійного провідника;
Zn – опір нульового (нейтрального) провідника;
Un – міжвузлова напруга (зміщення нейтралі);
N,N’ – нейтральні точки джерела і споживача.
Рис.1
3.Хід роботи
3.1.Зібрати схему з’єднання навантаження зіркою (рис.2) при симетричному режимі.
3.2.Ввімкнути схему, добитися симетрії зміною навантаження. Записати показання приборів у таблицю 1.
3.3.Зібрати схему з’єднання зіркою з нейтральним проводом при неоднакових опорах фаз (рис.2)
3.4.Зробити вимірювання струмів, напруг та потужностей і записати показання в таблицю 2.
Роз’єднати нейтральний провід , повторити усі виміри до таблиці 2.
Рис.2
Таблиця 1
|
Режим |
Виміри |
Обчислення |
|||||||||||
|
|
UA |
UB |
UC |
IA |
IB |
IC |
P1 |
P2 |
IN |
UAB |
UBC |
UCA |
cosφ |
|
Симетричний |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблиця 2
|
Режим |
Виміри |
Обчислення |
|||||||||||||
|
|
UA |
UB |
UC |
UN |
IA |
IB |
IC |
IN |
P1 |
P2 |
P3 |
UAB |
UBC |
UCA |
∑Р |
|
З нейтральним проводом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Без нейтрал. провода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. Обробка результатів досліджень
4.1.За даними таблиці 1 обчислити потрібні величини та побудувати у масштабі векторну діаграму струмів і напруг.
4.2.Перевірити відношення між лінійними і фазними навантаженням і струмами при симетричному режимі.
4.3.За даними таблиці 2 обчислити потрібні величини та побудувати у масштабі векторну діаграму струмів і напруг для мережі з нейтральним проводом і без.
5.Відповісти на питання
5.1.Поясніть роль нейтрального проводу при несиметричному навантаженні.
5.2. Проаналізуйте основне співвідношення між UЛ та UФ при з’єднанні зіркою.
Лабораторна робота № 3
Тема роботи: Дослідження кола трифазного струму при з'єднанні навантаження трикутником.
Мета роботи:
1. Визначити дослідним шляхом співвідношення між лінійними та фазними струмами і напругами при симетричному навантаженні.
1.2.Перевірити баланс потужності в колі трифазного струму.
1.3.Збудувати векторні діаграми струмів та напруг і перевірити правильність вимірювання потужності методом двох ватметрів при несиметричному навантаженні.
2. Основні теоретичні положення
В колах трифазного струму застосовується два основні способи з’єднання фаз , джерел та приймачів електричної енергії: з’єднання трикутником(∆) та з’єднання зіркою().
З’єднання трикутником застосовується при несиметричному навантаженні, а також при симетричному,коли потрібно узгодити номінальні напруги трифазного приймача і джерела.
При з’єднанні фаз трикутником початок однієї фази з’єднується з кінцем наступної і т.д. Спільні точки з’єднання фаз приєднуються до лінійних проводів.
Активна потужність кола трифазного струму при симетричному режимі визначається по формулі:
Де U та I – дійові значення лінійних напруги та струму.
Потужність (активна та реактивна) вимірюється методом двох ватметрів . Тангенс кута зсуву фаз між U та I визначається по показанням ватметрів:
При несиметричних струмах у фазах А,В,С, вони відрізняються і по модулю і по фазі. Неоднакові також кути зсуву фаз у фазах навантаження.
Для вимірювання активної потужності у трифазній трипровідній системі при несиметричному режимі застосовується метод двох ватметрів.
Придатність цього методу легко довести.
Показання першого ватметру: 
Показання другого ватметру: 
Так як UabIa + UcbIb=(Ua - Uc)Ia + (Ub - Uc)Ib= UaIa + UbIb + UcIc то сума P1+P2 дорівнює потужності трифазного несиметричного кола.
3.Хід роботи.
3.1.Ознайомитись з робочим місцем. Вивчити та записати характеристики використовуючи показання приборів у таблиці.
3.2. Зібрати схему з’єднання приймачів енергії ,рис.1.
Рис.1
3.3. Подати напругу і записати показання амперметрів, ватметрів відповідно з таблицею(симетричний режим).
3.4. Змінити навантаження в одній чи двох фазах та зробити вимірювання відповідно таблиці(несиметричний режим).
|
Режим |
Вимірено |
Вичислено |
||||||||||||||
|
UAB |
UBC |
UCA |
IA |
IB |
IC |
IAB |
IBC |
ICA |
P1 |
P2 |
tgφ |
cosφ |
PН |
QН |
||
|
Симетричне |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Несиметричне Навантаження |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. Обробка результатів досліджень
4.1.За даними таблиці 1 обчислити потрібні величини та побудувати у масштабі векторну діаграму струмів і напруг.
4.2.Перевірити відношення між лінійними і фазними напругами і струмами при симетричному режимі.
4.3.За даними таблиці обчислити потрібні величини та побудувати у масштабі векторну діаграму струмів і напруг для мережі з нейтральним проводом і без.
5.Відповісти на питання
5.1.У чому полягає перевага мереж трифазного струму перед мережами однофазного струму?
5.2.Що означає симетричний та несиметричний режим роботи трифазної мережі?
5.3.У якому відношенні знаходяться лінійні та фазні струми у трифазних мережах при симетричному навантаженні, з'єднання трикутником?
5.4. Як визначити коефіцієнт потужності фаз навантаження при несиметричному режимі?
про публікацію авторської розробки
Додати розробку