Лекции и конспекты по электротехнике и электронике Расчет электротехнических цепей Трехфазные системы Трехфазные трансформаторы Импульсные цепи Транзисторные усилители Однофазные выпрямители Трехфазные асинхронные двигатели

Расчет электротехнических цепей Лабораторная работа по ТОЭ

Общие рекомендации по выполнению лабораторных работ и технике безопасности

Лабораторные работы по электротехнике необходимы для углубления теоретических знаний студентов-заочников, ознакомления с устройством и характеристиками электрических приборов и машин, а также для развития умений анализировать результаты опытов, судить о рабочих свойствах и пригодности электрических устройств для решения практических задач.

Для наиболее эффективного использования учебного времени в лаборатории каждый студент-заочник должен изучить теоретический материал по лекционному курсу и учебной литературе, иметь рабочую тетрадь и вычислительные устройства для обработки результатов наблюдений.

К выполнению лабораторных работ допускаются студенты-заочники, ознакомившиеся с правилами работы в лаборатории, прошедшие инструктаж безопасности.

Лабораторные работы проводятся фронтальным методом подгруппами из двух-трех человек, где один оформляет таблицу приборов и паспортные данные электрических машин (табл. 3.1), а другие готовят расчетную таблицу и собирают рабочую схему.

На первом этапе сборки схемы необходимо собрать последовательную цепь (из проводов большего сечения), а затем подключить параллельные цепи с соответствующими приборами более тонкими проводами.

Включение схемы под напряжение разрешается только после проверки ее преподавателем или лаборантом. После каждого изменения схема должна быть снова проверена.

Перед началом работы приборы с несколькими пределами измерений должны быть включены на максимальный предел измерения, а после пробного включения – на предел, соответствующий положению стрелок прибора во второй части шкалы. Показания всех приборов фиксируются в делениях шкалы прибора с указанием цены деления.

Результаты измерений по каждому опыту (не менее 6-7 точек) необходимо показать преподавателю. После завершения всех опытов рабочая тетрадь предъявляется преподавателю для проверки. Если результаты опытов будут признаны неудовлетворительными, то работа выполняется повторно. По окончании лабораторной работы и проверки данных схема разбирается, а рабочее место приводится в порядок.

Отчеты по лабораторным работам оформляются в одной тетради, первый лист которой является титульным, где указывается название вуза и кафедры, шифр, фамилия и инициалы студента.

В содержание отчета должны быть включены разделы: 1) описание цели работы; 2) перечень исследуемого оборудования и спецификация измерительных приборов, составленная в виде табл. 3.1; 3) электрическая схема; 4) основные расчетные формулы; 5) таблица с записью результатов эксперимента и вычислений; 6) графики зависимостей и векторные диаграммы; 7) краткие выводы по работе.

Таблица 3.1

Спецификация измерительных приборов

Наименование

прибора

Заводской

номер

Условное

обозначение

Класс

точности

Пределы

измерения

Цена

деления

Схемы и таблицы рекомендуется выполнять карандашом с применением чертежных инструментов в соответствии с условными обозначениями (см. прил. 2). Графики и диаграммы следует представлять в определенном масштабе размером не менее 80х80 мм, желательно на миллиметровой бумаге. При построении графиков по оси абсцисс в масштабе откладывают независимую переменную. Если в одних координатных осях строят несколько графиков, то следует провести дополнительные оси параллельно основной, каждую со своим масштабом.

Результаты лабораторного эксперимента представляются на соответствующем графике в виде точек, после чего проводится плавная кривая, изображающая исследуемую функциональную зависимость.

На основе анализа экспериментальных данных необходимо сделать выводы, в которых указывается, какие теоретические положения подтверждаются результатами опытов испытуемых электроустановок, дать рекомендации по целесообразной эксплуатации отдельных элементов электрооборудования.

Подготовка к лабораторным работам предполагает самостоятельную проработку теоретического материала. В связи с этим в пособии приводится минимум информации, рассчитанный на определенный уровень компьютерной подготовки студента-заочника, так как отдельные работы предполагают обработку результатов на ЭВМ с элементами учебного исследования.

В каждой работе приводятся основные расчетные формулы, позволяющие выполнить обработку измерений, а также контрольные вопросы и источники информации.

Защита лабораторных работ проводится индивидуально в виде тестового опроса на компьютере или собеседования при наличии отчета, оформленного в соответствии с требованиями. При защите необходимо показать достаточные теоретические знания по данному вопросу, физическую сущность изучаемых явлений, умение объяснить построенные графики и диаграммы, а также сделать обоснованный и технически грамотный вывод по работе.

При выполнении лабораторных работ по электротехнике необходимо соблюдать правила электробезопасности. В связи с этим запрещается: 1) при сборке схемы пользоваться проводами с неисправной изоляцией; 2) без разрешения преподавателя подавать напряжение на рабочий стенд; 3) закреплять контакты или зажимы, менять проводники или приборы, а также выполнять всякие изменения в схеме при наличии напряжения в цепи; 4) касаться оголенных контактов индукционных катушек и конденсаторов; 5) размыкать цепи вторичных обмоток трансформаторов, когда по первичной протекает ток; 6) разбирать схему при наличии напряжения на испытательном стенде.

 

Лабораторная работа № 1
Сборка электрической схемы и определение показаний приборов

Цель работы: научиться собирать электрические схемы, определять цену деления электроизмерительных приборов, а также показания амперметров, вольтметров и ваттметров при различных нагрузках.

Приборы и оборудование:

– источник переменного регулируемого напряжения (ЛАТР) от 0 до 220 В;

– амперметр электромагнитный с пределами 1–2.5 А;

– вольтметр электромагнитный с пределами 75–150–300 В;

– ваттметр электродинамический с пределами 1А, 150 В;

– соединительные провода 12 шт.;

– в качестве нагрузки используем три группы лампового реостата.

 

Порядок выполнения работы

Собрать электрическую схему в соответствии с рис. 3.1.

2. Определить цену деления и снять показания приборов, используя следующие формулы:

Ci = Iн / nмах ; Cu = Uн / nмах ; CP = Pн / nмах,

Pн = Uн Iн ; I = Ci n ; U = Cu n ; P = CP n.

где Ci, Cu, CP – цена деления амперметра, вольтметра и ваттметра; Iн, Uн, Pн – пределы по току, напряжению и мощности; nмах – максимальное число делений по шкале прибора; n – число делений, на которое отклоняются стрелки приборов; I, U, P – значения тока, напряжения и мощности.

Рис. 3.1. Электрическая схема: а) первый этап;  б) второй этап

 

3. На вольтметре и ваттметре установить пределы при напряжении источника 100 В. Включить одну группу ламп и записать показания всех приборов в табл. 3.2.

Таблица 3.2

Показания приборов


опыта

U, В

I, A

P, Вт

Cu

n

Cu n

Ci

n

Ci n

CP

n

CP n

1

2

3

4

4. Увеличить напряжение источника до 160 B, предварительно изменив пределы по току и напряжению соответствующих приборов. Включить две группы ламп и записать показания приборов в табл. 3.2.

Контрольные вопросы

1. Что показывает цена деления вольтметра ?

2. Можно ли определить цену деления ваттметра при заданном пределе по напряжению и числу делений ?

3. Определить показание ваттметра, если предел по току 5 А, по напряжению – 300 В, максимальное число делений на шкале прибора – 100, а стрелка отклонилась на 30 делений.

4. Определить цену деления вольтметра, если предел по напряжению 300 В, а максимальное число делений по шкале – 150.

5. Определить показание амперметра, если предел по току 2.5 А, максимальное число делений по шкале – 100, а стрелка отклонилась на 40 делений.


Лабораторная работа по теории электрических цепей