Электротехника Лабораторные работы и курсовые расчеты

Физика
Живопись

Термех

Лекции
На главную

Исследование трансформаторов

Замыкание вторичной обмотки трансформатора накоротко в процессе эксплуатации приводит к тому, что при номинальном напряжении, подводимом к первичной обмотке, в обмотках трансформатора возникают весьма значительные токи, которые могут вывести трансформатор из строя.

Трехфазные трансформаторы. Наиболее часто применяемая конструкция магнитной цепи трехфазного трансформатора состоит из трех стержней, объединенных сверху и снизу прямыми ярмами, по которым замыкаются магнитные потоки

Лабораторная работа 1

Цель работы: изучить устройство, принцип работы, назначение однофазного и трехфазного трансформаторов; установить зависимость между напряжениями и токами в первичной и вторичной обмотках трансформатора; определить коэффициент трансформации однофазного трансформатора; ознакомиться с возможностью расширения пределов измерения электроизмерительных приборов с помощью трансформаторов; освоить методику построения векторных диаграмм и определения групп соединения трехфазных трансформаторов.

Исследование магнитных цепей

Для различных материалов петля гистерезиса имеет различную форму.

Рассмотрим катушку индуктивности с магнитопроводом

Катушки индуктивности с магнитопроводом, имеющим регулируемый воздушный зазор (дроссели), используются в качестве регулируемых сопротивлений в цепях переменного тока. Это связано с тем, что при увеличении воздушного зазора при неизменном действующем напряжении магнитное сопротивление магнитопровода и ток дросселя возрастают за счет уменьшения полного сопротивления катушки вследствие уменьшения её реактивного сопротивления в результате уменьшения индуктивности. Изменяя величину воздушного зазора в магнитопроводе, можно регулировать ток катушки индуктивности при включении её в цепь переменного тока при неизменном подводимом напряжении. 

Лабораторная работа 2 Цель работы: изучить основные свойства электротехнических материалов (ферритов); изучить физические процессы, возникающие в цепях переменного тока, содержащих катушку с ферромагнитным сердечником и методику измерения основных параметров дроссельных катушек.

Исследование выпрямителей

Лабораторная работа 3 Цель работы: изучить различные схемы, принцип работы и основные характеристики выпрямителей; изучить схемы сглаживающих фильтров и их влияние на снижение пульсаций выпрямленного напряжения.

Исследование электрических реле

Лабораторная работа 4 Цель работы: изучить устройство, назначение электрических реле; ознакомиться с принципами работы фотореле, электронного реле, теплового реле.

Универсальный лабораторный стенд предназначен для выполнения лабораторных работ по курсам «Электротехника», «Основы электротехники». В состав лабораторного стенда входит блок питания, генератор трехфазного напряжения, набор элементов. Для выполнения лабораторных работ используются цифровые мультиметры типа DT-58, осциллограф универсальный типа С1-101.

Методические указания по выполнению контрольной работы

Указания к решению задач 2, 3 и 4. mЭти задачи относятся к неразветвлённым и разветвленным цепям и перемоткам, трёхфазным цепям переменного тока. Перед их решениям необходимо изучить соответствующие разделы. Ознакомитесь с методикой построения векторных диаграмм.

Пример 2. Катушка с активным сопротивлением R1 = 4 Ом и индуктивным  Ом соединена параллельно с конденсатором, ёмкостное сопротивление которого  Ом и активным сопротивлением R2 =6 Ом. К цепи приложено напряжение U=60 В. Определить: 1.Токи в ветвях и в неразветвленной части цепи; 2. Активные и реактивные мощности каждой ветви и всей цепи. 3.Полную мощность цепи; 4. Углы сдвига фаз между током и напряжением в каждой ветви и во всей цепи. Начертить в масштабе векторную диаграмму.

Пример 3. В трёхфазную четырехпроводную сеть включили звездой несимметричную нагрузку: в фазу А - активное сопротивление RA =11 Ом, в фазу В - емкостное сопротивление XB=10 Ом, в фазу С - активное сопротивление RС=8 Ом и индуктивное XС=6 Ом. Линейное напряжение сети UН=380 В.

 Однофазный понижающий трансформатор номинальной мощностью Sном = 500 ВА служит для питания ламп местного освещения металлорежущих станков. Номинальные напряжения обмоток Uном 1 = 380 В; Uном 2 = 24 В. К трансформатору присоединены десять ламп накаливания мощностью 40 Вт каждая, их коэффициент мощности cosφ2 = 1,0. Магнитный поток в магнитопроводе Фm = 0,005 Вб. Частота тока в сети ƒ = 50 Гц. Потерями в трансформаторе пренебречь. Определить:  1) номинальные токи в обмотках; 2) коэффициент нагрузки трансформатора; 3) токи в обмотках при действительной нагрузке; 4) числа витков обмоток; 5) коэффициент трансформации.

 Задача №7 относится к расчету выпрямителей переменного тока, собранных на полупроводниковых диодах. Подобные схемы широко применяются в различных электронных устройствах и приборах. При решении задач следует помнить, что основными параметрами полупроводниковых диодов являются допустимый ток Iдоп, на который рассчитан данный диод, и обратное напряжение Uобр, выдерживаемое диодом без пробоя в непроводящий период.

ТРАНСФОРМАТОРЫ Трансформатором называется статическое устройство, имеющее две или большее число индуктивно связанных обмоток и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока.

УСТРОЙСТВО ТРАНСФОРМАТОРОВ

КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ ТРАНСФОРМАТОРА Режимом короткого замыкания трансформатора называется такой режим, когда выводы вторичной обмотки замкнуты токопроводом с сопротивлением, равным нулю (Zн = 0). Короткое замыкание трансформатора в условиях эксплуатации создает аварийный режим, так как вторичный ток, а следовательно, и первичный увеличиваются в несколько десятков раз по сравнению с номинальным. Поэтому в цепях с трансформаторами предусматривают защиту, которая при коротком замыкании автоматически отключает трансформатор.

Цепи постоянного тока

Эквивалентные преобразования схем. Во всех случаях преобразования замена одних схем другими, им эквивалентными, не должна привести к изменению токов или напряжений на участках цепи, не подвергшихся преобразованию.

Примеры решения задач

Три резистора с сопротивлением R=10 Ом соединены последовательно. Определить эквивалентное сопротивление цепи. Как изменится эквивалентное сопротивление цепи, если эти резисторы соединить параллельно

По законам Кирхгофа составить систему уравнений для определения токов. Решение Выберем условно положительное направление токов в ветвях.

ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Синусоидальные токи, напряжения и ЭДС.

Временная диаграмма напряжения на зажимах резистора с сопротивлением R=2 Ом. Определить значение тока в моменты t1=0,25 c, t2=0,5 c, t3=1 c. Составить уравнение мощности в промежутках времени (0–0,5) с и (0,5–1) с, построить временную диаграмму мощности. Найти количество тепла, выделяемого в резисторе в течение одной секунды

Задача 2 Цепь питается от источника ЭДС  В и источника тока  А [9]. Найти токи , , , если  Ом.

Приборы, подключенные к пассивному двухполюснику, при разомкнутом контакте S показали напряжение  В, ток  А, мощность  Вт. Для определения характера реактивного сопротивления двухполюсника параллельно ему был подключен конденсатор (контакт S замкнут), емкостное сопротивление которого  Ом. При этом приборы показали напряжение  В, ток  А, мощность   Вт. Определить эквивалентные параметры двухполюсника.

Резонансные явления Реактивные сопротивления и проводимости электрических цепей могут быть как положительными, так и отрицательными величинами и, следовательно, могут взаимно компенсироваться. Поэтому возможны случаи, когда, несмотря на наличие в цепи индуктивных катушек и конденсаторов, входное реактивное сопротивление или входная реактивная проводимость всей цепи оказываются равными нулю. При этом ток и напряжение на входе цепи совпадают по фазе, и эквивалентное сопротивление всей цепи будет активным. Такое явление называют резонансным.

Цепь состоит из последовательно соединенных конденсатора без потерь и индуктивной катушки. В резонансном режиме при напряжении источника питания 90 В напряжение на конденсаторе 180 В.

В цепи  мГн,  В,  Ом,  мГн,  мкФ. Определить резонансные частоты, для каждой резонансной частоты токи в ветвях и ток в неразветвленной части цепи. Для каждой резонансной частоты показать в общем виде, что максимальные значения энергии магнитного и электрического полей равны между собой.

Цепи со взаимной индуктивностью Явлением взаимной индукции называется наведение ЭДС в электрической цепи при изменении потокосцепления взаимной индукции, обусловленного током в другой электрической цепи. Цепи, в которых наводятся ЭДС взаимной индукции, называются индуктивно связанными цепями.

ТРЕХФАЗНЫЕ ЦЕПИ

Приемник соединен звездой: , линейное напряжение источника  В. Определить токи, активную, реактивную и полную мощности приемника. Построить векторную диаграмму напряжений и токов.

Определить линейные и фазные токи, построить векторную диаграмму.

Определить показания амперметра в цепи

ЦЕПИ С НЕСИНУСОИДАЛЬНЫМИ ТОКАМИ И НАПРЯЖЕНИЯМИ

Найти разложение напряжения в ряд Фурье

На вход цепи подаётся напряжение  В.

ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЯХ Классический метод решения задач на переходные процессы в разветвленных цепях с постоянными параметрами, в которых осуществляется коммутация (включение, выключение, переключение, изменение параметров цепи и т.п.), сводится к следующему

В схеме найти ток и напряжение на катушке в момент коммутации.

В схеме найти токи , ,  операторным методом.

В цепи ток  мгновенно прерывается выключателем. Определить , если  В,  Ом,  Ом,  Гн.

Определить ток, напряжение на катушке и конденсаторе в идеальном последовательном LC-контуре

Сети

Интегралы