- •Теоретические основы электротехники
- •Часть 1. Цепи с гармоническими токами
- •Исследование линейной электрической цепи переменного синусоидального тока
- •Цель работы
- •Описание установки
- •3 Порядок работы на физической установке
- •Порядок работы с электронной моделью цепи
- •Обработка результатов исследований
- •Исследование цепей с индуктивными связями
- •Цель работы
- •2 Описание установки
- •Порядок работы на физической установке
- •4 Обработка результатов исследований
- •Резонансные явления в электрических цепях
- •Цель работы
- •2 Описание установки
- •3 Порядок работы на физической установке
- •Порядок работы с электронной моделью цепи
- •5 Обработка результатов исследований последовательного контура
- •6 Обработка результатов исследований параллельного контура
- •Исследование трехфазной цепи при соединении нагрузки звездой
- •Цель работы
- •2 Описание установки
- •3 Порядок работы на физической установке
- •Порядок работы с электронной моделью цепи
- •Обработка результатов исследований
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра “ Теоретическая и общая электротехника”
Теоретические основы электротехники
Часть 1. Цепи с гармоническими токами
Методические указания
к лабораторным работам по курсу ТОЭ
для студентов специальностей
180400, 180500, 180700,180800, 180900
дневной формы обучения
Нижний Новгород 2005
ВНИМАНИЕ: стенд для исследования физических моделей и устройств имеет маломощные источники питания и нагрузочные элементы, значения токов во всех режимах не должны превышать 0,5 А.
В связи с этим необходимо строго выполнять инструкции методического руководства и проводить исследования только тех режимов, которые предусмотрены вариантами заданий.
Р А Б О Т А № 1
Исследование линейной электрической цепи переменного синусоидального тока
Цель работы
Исследовать линейную цепь с двумя источниками синусоидального напряжения на физической модели и на электронной модели в пакете Workbench, изучить методы расчета линейных цепей.
Описание установки
С хема цепи физической модели приведена на рис.1.1. В табл.1.1 указаны варианты источников ЭДС частотой 50 Гц, в качестве которых для цепи используются два из шести возможных напряжений трехфазного трансформатора. Взаимосвязь напряжений в трехфазной системе отражена на векторно-топографической диаграмме рис.1.2. Номинальная величина фазных напряжений вторичных обмоток трансформатора UФ = 22 В, величина линейных напряжений UЛ = 38 В .
Рис.1.1 Рис.1.2
Полное сопротивление Z каждой нагрузки складывается из последовательно соединенных элементов R, L, C. В табл.1.2 приведены варианты
нагрузок в ветвях цепи. Прочерк означает отсутствие соответствующего элемента.
Номер индивидуального варианта (для бригады) состоит из двух чисел:
например, вар.№ 6-12 означает, что из табл.1.1 следует взять вариант №6, а из табл.1.2 - вариант № 12.
Таблица 1.1
№ вар. |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|||
Е1 |
-Ua |
-Ua |
Uca |
-Uab |
Uca |
-Uab |
-Ub |
-Ub |
Uab |
-Ubc |
Uab |
-Ubc |
|||
Е2 |
Uca |
-Uab |
-Ua |
-Ua |
-Uab |
Uca |
Uab |
-Ubc |
-Ub |
-Ub |
-Ubc |
Uab |
|||
Общая точка |
a |
b |
|||||||||||||
№ вар. |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
|
||
Е1 |
-Uc |
-Uc |
Ubc |
-Uca |
Ubc |
-Uca |
Ua |
Ua |
Ub |
Ub |
Uc |
Uc |
|
||
Е2 |
Ubc |
-Uca |
-Uc |
-Uc |
-Uca |
Ubc |
Ub |
Uc |
Uc |
Ua |
Ua |
Ub |
|
||
Общая точка |
c |
n |
|
Таблица 1.2
№ вар. |
Z1 |
Z2 |
Z3 |
Рекомендуе- мый вариант источников |
||||||
R |
L |
C |
R |
L |
C |
R |
L |
C |
||
Ом |
мГн |
мкФ |
Ом |
мГн |
мкФ |
Ом |
мГн |
мкФ |
||
1 |
30 |
- |
- |
30 |
- |
30 |
30 |
60 |
- |
№ 1, № 7, № 13 |
2 |
30 |
30 |
- |
30 |
30 |
- |
30 |
- |
30 |
|
3 |
10 |
- |
100 |
50 |
60 |
- |
50 |
- |
- |
|
4 |
20 |
- |
100 |
50 |
60 |
- |
50 |
- |
50 |
|
5 |
20 |
60 |
- |
30 |
- |
30 |
40 |
- |
- |
|
6 |
50 |
- |
- |
10 |
60 |
- |
50 |
- |
60 |
№ 4, № 10, № 16 |
7 |
30 |
- |
30 |
10 |
60 |
- |
30 |
- |
60 |
|
8 |
50 |
60 |
- |
10 |
- |
100 |
80 |
- |
60 |
|
9 |
50 |
- |
60 |
50 |
30 |
- |
20 |
30 |
- |
|
10 |
30 |
60 |
- |
10 |
- |
60 |
80 |
- |
- |
|
11 |
30 |
60 |
- |
50 |
- |
60 |
80 |
- |
- |
№ 6, № 12, № 18 |
12 |
50 |
- |
60 |
60 |
30 |
- |
50 |
30 |
- |
|
13 |
80 |
- |
- |
30 |
60 |
- |
30 |
- |
60 |
|
14 |
50 |
- |
30 |
50 |
60 |
- |
30 |
- |
60 |
|
15 |
80 |
- |
- |
50 |
- |
60 |
50 |
30 |
- |
|
16 |
30 |
30 |
- |
50 |
- |
100 |
30 |
30 |
- |
№ 19, № 21, № 23 |
17 |
50 |
60 |
- |
30 |
- |
100 |
50 |
- |
- |
|
18 |
30 |
- |
100 |
80 |
60 |
- |
30 |
- |
- |
|
19 |
80 |
- |
- |
50 |
60 |
- |
30 |
- |
100 |
|
20 |
50 |
- |
60 |
50 |
30 |
- |
10 |
30 |
- |
Окончание таблицы 1.2
№ вар. |
Z1 |
Z2 |
Z3 |
Рекомендуе- мый вариант источников |
||||||
R |
L |
C |
R |
L |
C |
R |
L |
C |
||
Ом |
мГн |
мкФ |
Ом |
мГн |
мкФ |
Ом |
мГн |
мкФ |
||
21 |
30 |
- |
30 |
30 |
- |
- |
30 |
60 |
- |
№ 3, № 9, № 15 |
22 |
30 |
30 |
- |
50 |
30 |
- |
30 |
- |
30 |
|
23 |
50 |
60 |
- |
10 |
- |
100 |
50 |
- |
- |
|
24 |
50 |
60 |
- |
20 |
- |
100 |
50 |
- |
50 |
|
25 |
30 |
- |
30 |
20 |
60 |
- |
50 |
- |
- |
|
26 |
50 |
60 |
- |
30 |
- |
- |
50 |
- |
60 |
№ 2, № 8, № 14 |
27 |
10 |
60 |
- |
30 |
- |
30 |
30 |
- |
60 |
|
28 |
10 |
- |
100 |
40 |
60 |
- |
80 |
- |
60 |
|
29 |
50 |
30 |
- |
30 |
- |
60 |
30 |
30 |
- |
|
30 |
30 |
- |
60 |
30 |
60 |
- |
80 |
- |
- |
|
31 |
50 |
- |
60 |
30 |
60 |
- |
80 |
- |
- |
№ 5, № 11, № 17 |
32 |
80 |
30 |
- |
30 |
- |
60 |
30 |
30 |
- |
|
33 |
30 |
60 |
- |
80 |
- |
- |
30 |
- |
60 |
|
34 |
50 |
60 |
- |
50 |
- |
30 |
30 |
- |
60 |
|
35 |
80 |
- |
60 |
80 |
- |
- |
50 |
30 |
- |
|
36 |
50 |
- |
100 |
30 |
30 |
- |
30 |
30 |
- |
№ 20, № 22, № 24 |
37 |
30 |
- |
100 |
30 |
60 |
- |
30 |
- |
- |
|
38 |
30 |
60 |
- |
50 |
- |
30 |
30 |
- |
- |
|
39 |
30 |
60 |
- |
60 |
- |
- |
30 |
- |
100 |
|
40 |
40 |
30 |
- |
50 |
- |
60 |
10 |
30 |
- |
Все измерения на физической модели производятся электронным вольтметром, при этом для косвенного измерения токов вольтметром резистор сопротивлением 1 Ом специальным переключателем ставится на место одного из условных «приборов», обозначенных на схеме (рис.1.1) I1, I2, I3. Сопротивления других «приборов» при этом становятся нулевыми.
При исследованиях на электронной модели для измерений действующих значений токов и напряжений следует «подсоединять» амперметры и вольтметры переменного тока «АС», у источников ЭДС задавать величину действующих значений и начальных фаз в соответствии с вариантом задания.