Получите профессию
за 6 месяцев
Пройти курс
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
Смотреть ещё
3 839
методических разработок в категории другое
Перейти в каталогМИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ
«НОВОУРАЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»
(ГАПОУ СО «НТК»)
ОП СПО ППКРС
13.01.10 «Электромонтер по ремонту и обслуживанию электрооборудования (по отраслям)»
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
к практическим работам по учебной дисциплине
ОП.02 «ЭЛЕКТРОТЕХНИКА»
2017
Методические рекомендации по выполнению практических занятий по учебной дисциплине ОП.02 «Электротехника» разработаны для студентов очной формы обучения на основе Федерального государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования по профессии 13.01.10 «Электромонтер по ремонту и обслуживанию электрооборудования (по отраслям)», утвержденного приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от «02» августа 2013 года № 802 и в соответствии с рабочей учебной программой ОП.02 «Электротехника».
Организация – разработчик:
Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Свердловской области «Новоуральский технологический колледж».
Разработчик:
Прядеина Юлия Александровна, преподаватель IКК, ГАПОУ СО «НТК».
Рассмотрена на заседании
научно-методического совета ГАПОУ СО «НТК»
Протокол № ____ от «___» ___________ 20__ г.
«Расчет простых электрических цепей методом
уравнений Ома и Кирхгофа»
Практическая работа направлена на овладение следующими знаниями и умениями:
З1 – основные понятия о постоянном и переменном электрическом токе, последовательное и параллельное соединение проводников и источников тока, единицы измерения силы тока, напряжения, мощности электрического тока, сопротивления проводников, электрических и магнитных полей;
З5 – основные элементы электрических сетей;
У6 – читать принципиальные, электрические и монтажные схемы.
Краткие теоретические сведения.
Реальные электрические цепи для упрощения их анализа и расчета изображаются в виде электрических схем, в которых реальные объекты и устройства заменяются на графические условные обозначения. Реальные источники тока в таких электрических схемах представляются в виде источника ЭДС с внутренним сопротивлением. Нагревательные элементы и им подобные изображаются в виде эквивалентного электрического сопротивления (рисунок 1.1).
Рисунок 1.1. Пример электрической цепи
Ветвь электрической цепи – это такой участок схемы, на котором значение тока неизменно. Ветвь соединяет два узла. Ветвь образуется одним или несколькими последовательно соединенными элементами цепи. Если две различные ветви соединяют два разных узла, то они называются параллельными (рисунок 1.2).
Узлом электрической цепи – часть цепи, где происходит соединение минимум трех ветвей (рисунок 1.2).
Рисунок 1.2. Ветви и узлы электрической цепи.
Ток в цепи постоянного тока не может протекать, если она не замкнута. И та часть цепи, которая состоит из нескольких ветвей и при этом она замкнута, называется контуром.
Рисунок 1.3. Контур электрической цепи.
Прежде чем приступить к составлению уравнений по законам Кирхгофа, необходимо выбрать условно-положительное направление тока в каждой ветви (число неизвестных токов равно числу ветвей). Положительные направления токов выбирают произвольно. Действительные направления токов могут не совпадать с условно-положительными. Ошибка в выборе направления тока в результате решения будет обнаружена: ток с неправильно выбранным направлением получится отрицательным. Изменив его направление, в дальнейших расчетах можно считать его положительным
Напряжение и ток на участке цепи постоянного тока связаны законом Ома:
.
Первый закон Кирхгофа или закон токов Кирхгофа: алгебраическая сумма токов в узле равна нулю или сумма токов втекающих в узел равна сумме токов вытекающих из узла.
Второй закон Кирхгофа или закон напряжений Кирхгофа: алгебраическая сумма падения напряжений в замкнутом контуре равна алгебраической сумме ЭДС этого контура.
ЗАДАНИЕ.
1. На схеме обозначить все узлы, направление токов в ветвях и направления контуров для расчета.
2. Составить систему уравнений и произвести расчет (определить токи, протекающие по ветвям) электрической схемы методом непосредственного использования законов Ома и Кирхгофа.
Схемы цепей представлены на рисунке 1.4, а данные к ним – в таблице 1.1. Номер варианта соответствует номеру по списку в журнале.
Таблица 1.1. Данные для расчета схемы.
Вариант |
Номер схемы |
R1, Ом |
R2, Ом |
R3, кОм |
R4, Ом |
R5, Ом |
E1, В |
E2, В |
1 |
1 |
5 |
10 |
0,02 |
15 |
15 |
50 |
20 |
2 |
2 |
12 |
8 |
0,08 |
10 |
10 |
45 |
35 |
3 |
3 |
10 |
2 |
0,03 |
8 |
8 |
60 |
30 |
4 |
4 |
5 |
6 |
0,04 |
14 |
14 |
30 |
65 |
5 |
3 |
8 |
2 |
0,02 |
16 |
16 |
40 |
60 |
6 |
2 |
12 |
12 |
0,04 |
5 |
8 |
60 |
20 |
7 |
4 |
4 |
8 |
0,06 |
12 |
12 |
45 |
25 |
8 |
1 |
6 |
4 |
0,03 |
20 |
20 |
50 |
20 |
9 |
4 |
12 |
2 |
0,06 |
8 |
8 |
30 |
65 |
10 |
2 |
4 |
10 |
0,02 |
10 |
10 |
40 |
50 |
11 |
3 |
8 |
6 |
0,04 |
15 |
15 |
50 |
20 |
12 |
1 |
10 |
2 |
0,03 |
8 |
8 |
55 |
35 |
13 |
4 |
12 |
2 |
0,05 |
9 |
6 |
60 |
20 |
14 |
2 |
18 |
15 |
0,08 |
6 |
10 |
80 |
40 |
15 |
3 |
20 |
10 |
0,02 |
8 |
12 |
60 |
30 |
16 |
4 |
16 |
8 |
0,03 |
10 |
20 |
50 |
20 |
17 |
3 |
8 |
14 |
0,04 |
12 |
16 |
45 |
25 |
18 |
2 |
14 |
16 |
0,02 |
10 |
12 |
55 |
35 |
19 |
4 |
7 |
5 |
0,06 |
16 |
13 |
80 |
20 |
20 |
1 |
10 |
12 |
0,04 |
18 |
8 |
75 |
45 |
21 |
4 |
12 |
20 |
0,06 |
14 |
8 |
60 |
30 |
22 |
2 |
16 |
8 |
0,05 |
12 |
14 |
40 |
50 |
23 |
3 |
14 |
10 |
0,02 |
8 |
6 |
55 |
45 |
24 |
1 |
9 |
15 |
0,04 |
18 |
14 |
65 |
25 |
25 |
4 |
10 |
8 |
0,03 |
12 |
18 |
60 |
30 |
26 |
3 |
4 |
12 |
0,02 |
14 |
8 |
50 |
40 |
Схема 1. |
Схема 2. |
Схема 3. |
Схема 4. |
Рисунок 1.4. Схемы для расчета.
Таблица 1.2. Критерии оценивания.
Критерии |
Обозначает направление токов |
Задает направление контура для расчета |
Составляет уравнение по ЗТК |
Составляет уравнения по ЗНК для первого контура |
Составляет уравнения по ЗНК для второго контура |
Рассчитывает ток I1 |
Рассчитывает ток I2 |
Рассчитывает ток I3 |
Записывает результаты расчета с единицами измерений |
Кол-во баллов |
Оценка |
|
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Перевод: 9 – оценка «отлично»; 8 – оценка «хорошо»; 7 – 6 – оценка «удовлетворительно»; 5 и менее – оценка «неудовлетворительно».
«Расчет простых электрических цепей методом
контурных токов»
Практическая работа направлена на овладение следующими знаниями и умениями:
З1 – основные понятия о постоянном и переменном электрическом токе, последовательное и параллельное соединение проводников и источников тока, единицы измерения силы тока, напряжения, мощности электрического тока, сопротивления проводников, электрических и магнитных полей;
З5 – основные элементы электрических сетей;
У6 – читать принципиальные, электрические и монтажные схемы.
Краткие теоретические сведения.
Метод контурных токов заключается в определении по второму закону Кирхгофа контурных токов. Для каждого контура цепи задают ток, который остается неизменным. В цепи протекает столько контурных токов, сколько независимых контуров в ней содержится. Направление контурного тока выбирают произвольно. Уравнения составляют относительно контурных токов, после чего определяют токи ветвей через контурные токи (рисунок 2.1).
Рисунок 2.1 Цепь с двумя независимыми контурами.
Токи в ветвях I1 и I2 равны соответствующим контурным токам I11иI22. Ток I3 равен сумме этих двух контурных токов: I3=I11+I22.
Система уравнений для цепи:
I11*(r1+r3) + I22* r3 = E1 – E3
I22*(r2+r3) + I11* r3 = E2 – E3
В результате решения системы находят контурные токи, а затем токи ветвей.
Если в цепи отсутствуют источники тока, число уравнений равно числу контурных токов и, соответственно, числу независимых контуров рассматриваемой электрической цепи.
ЗАДАНИЕ.
1. На схеме обозначить все узлы, направление токов в ветвях и направления контурных токов для расчета.
2. Составить систему уравнений и произвести расчет (определить токи, протекающие по ветвям) электрической схемы методом контурных токов.
3. Сравнить полученные результаты расчета цепи методом непосредственного использования законов Ома и Кирхгофа (практическая работа №1) и методом контурных токов (практическая работа №2). Сделать выводы.
Схемы цепей представлены на рисунке 1.4, а данные к ним – в таблице 1. 1. Номер варианта соответствует номеру по списку в журнале и должен совпадать с вариантом практической работы № 1.
Таблица 2.1. Критерии оценивания.
Критерии |
Обозначает направление токов |
Задает направление контура для расчета |
Задает контурные токи |
Составляет уравнения по ЗНК для первого контура |
Составляет уравнения по ЗНК для второго контура |
Составляет уравнение по ЗТК |
Рассчитывает ток I1 |
Рассчитывает ток I2 |
Рассчитывает ток I3 |
Записывает результаты расчета с единицами измерений |
Сравнивает полученные расчеты и делает выводы |
Кол-во баллов |
Оценка |
Проявление критериев |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Перевод: 11 – оценка «отлично»; 10 – оценка «хорошо»; 9 – 8 – оценка «удовлетворительно»; 7 и менее – оценка «неудовлетворительно».
«Расчет простых магнитных цепей»
Практическая работа направлена на овладение следующими знаниями и умениями:
З1 – основные понятия о постоянном и переменном электрическом токе, последовательное и параллельное соединение проводников и источников тока, единицы измерения силы тока, напряжения, мощности электрического тока, сопротивления проводников, электрических и магнитных полей;
З5 – основные элементы электрических сетей;
З10 – виды и свойства электротехнических материалов;
У6 – читать принципиальные, электрические и монтажные схемы.
Краткие теоретические сведения.
Магнитная цепь – совокупность устройств, содержащих ферромагнитные тела, электромагнитные процессы в которых могут быть описаны с помощью магнитодвижущей силы, магнитного потока и разности магнитных потенциалов.
В расчетах магнитных цепей различают прямую и обратную задачи.
В прямой задаче известны геометрические размеры, магнитные свойства магнитопровода и значение магнитной индукции В или магнитного потока Ф.
В обратной задаче по заданному значению МДС обмотки расчета магнитной цепи определяется магнитный поток или индукции. Причем задача решается методом последовательных приближений, когда произвольно задаются значением искомого магнитного потока и решают прямую задачу, находя соответствующую МДС. Если она не соответствует заданной, изменяют значение потока и снова решают прямую задачу. Процесс повторяют до получения удовлетворительного совпадения расчетной МДС с заданной.
Алгоритм прямой задачи расчета неразветвленной магнитной цепи.
Дана конфигурация и геометрические размеры неразветвленной магнитной цепи, кривая (или кривые) намагничивания магнитного материала и магнитный поток или индукция магнитного поля в каком-либо сечении. Требуется найти магнитодвижущую силу (МДС), ток или число витков намагничивающей обмотки.
Расчет проводится в соответствии с алгоритмом:
1. Разбивается магнитная цепь на однородные (из одного магнитного материала) участки постоянного сечения и определяются длины lk и площади поперечного сечения Sk участков. Длины участков (в метрах) берем по средней силовой линии.
2. Исходя из постоянства потока вдоль всей неразветвленной магнитной цепи, по заданному магнитному потоку Фи сечениям Sk участков находятся магнитные индукции на каждом участке:
.
Если задана магнитная индукция на каком-либо участке магнитной цепи, то магнитный поток вдоль всей неразветвленной цепи:
Ф = Bk·Sk.
3. По найденным магнитным индукциям Bk участков цепи и кривой намагничивания материала k-го участка цепи определяются напряженности поля Hk на каждом участке магнитной цепи.
Напряженность поля в воздушном зазоре находится по формуле:
4. Подсчитается сумма падений магнитных напряжений UMk = Hk·lk вдоль всей магнитной цепи6
∑UMk=∑Hk*lk
и на основании второго закона Кирхгофа для магнитной цепи приравнивается сумме магнитодвижущих сил Fk = Ik·wk вдоль всей магнитной цепи:
∑Hk*lk=∑Ik *wk
Основным допущением при расчете является то, что магнитный поток вдоль всей неразветвленной магнитной цепи полагаем неизменным. В действительности не большая часть потока всегда замыкается, минуя основной путь. Этот поток называют потоком рассеяния.
Единицы измерения магнитных величин:
B – индукция магнитного поля, Тл (Тесла);
H – напряженность магнитного поля, А/м (Ампер/метр);
Ф – поток индукции магнитного поля, Вб (Вебер);
F = I·w – магнитодвижущая сила (МДС), А (Ампер);
UM= H·l – магнитное напряжение, А (Ампер).
ЗАДАНИЕ.
Определить магнитодвижущую силу (прямая задача расчета одноконтурной магнитной цепи), необходимую для получения магнитного потока В в кольцеобразном сердечнике, сечением S. Длина средней линии магнитной индукции l.
Определить Н (напряженность магнитного поля в сердечнике) и μr (относительная магнитная проницаемость материала сердечника). Материал сердечника – слаболегированная электротехническая листовая сталь Э11.
Данные для решения представлены в таблице 3.2. Номер варианта соответствует номеру по списку в журнале.
Таблица 3.1 Данные основной кривой намагничивания листовой электротехнической стали Э11.
B, Вб/м2 |
H, А/м |
|||||||||
0,00 |
0,01 |
0,02 |
0,03 |
0,04 |
0,05 |
0,06 |
0,07 |
0,08 |
0,09 |
|
0,4 |
140 |
143 |
146 |
149 |
152 |
155 |
158 |
161 |
164 |
167 |
0,5 |
171 |
175 |
179 |
183 |
187 |
191 |
195 |
199 |
203 |
207 |
0,6 |
211 |
216 |
221 |
226 |
231 |
236 |
241 |
246 |
251 |
256 |
0,7 |
261 |
266 |
271 |
276 |
281 |
287 |
293 |
299 |
306 |
312 |
0,8 |
318 |
324 |
330 |
337 |
344 |
352 |
360 |
369 |
378 |
387 |
0,9 |
397 |
407 |
417 |
427 |
437 |
447 |
458 |
469 |
480 |
491 |
1,0 |
502 |
514 |
527 |
541 |
555 |
570 |
585 |
600 |
615 |
631 |
1,1 |
647 |
664 |
682 |
701 |
720 |
739 |
759 |
779 |
800 |
821 |
1,2 |
843 |
866 |
891 |
918 |
946 |
976 |
1010 |
1040 |
1070 |
1100 |
1,3 |
1140 |
1180 |
1220 |
1260 |
1300 |
1340 |
1380 |
1430 |
1480 |
1530 |
1,4 |
1580 |
1640 |
1710 |
1780 |
1860 |
1950 |
2050 |
2150 |
2260 |
2380 |
1,5 |
2500 |
2640 |
2790 |
2950 |
3110 |
3280 |
3460 |
3660 |
3880 |
4120 |
1,6 |
4370 |
4630 |
4910 |
5220 |
5530 |
5880 |
6230 |
6600 |
6980 |
7370 |
1,7 |
7780 |
8200 |
8630 |
9070 |
9630 |
10100 |
10600 |
11100 |
11600 |
12200 |
1,8 |
12800 |
13400 |
14000 |
14600 |
15200 |
15900 |
16600 |
17300 |
18000 |
18800 |
1,9 |
19700 |
20600 |
21600 |
22 600 |
23600 |
24600 |
25600 |
26800 |
28200 |
29600 |
2,0 |
31000 |
32500 |
34300 |
36500 |
39000 |
42000 |
45500 |
49500 |
54500 |
59500 |
Примеры пользования таблицей:
– при B = 0,80 Вб/м2: H = 318 А/м;
– при B = 0,85 Вб/м2: H= 352 А/м.
– при B = 1,13 Вб/м2: H = 701 А/м.
Таблица 3.2. Данные для расчета магнитной цепи.
Номер варианта |
Магнитный поток В, Вб |
Сечение S, см2 |
Длина средней линии l, см |
1 |
5,7∙10-4 |
5 |
25 |
2 |
5,9∙10-4 |
4 |
20 |
3 |
5,1∙10-4 |
6 |
23 |
4 |
4,9∙10-4 |
3 |
24 |
5 |
6,5∙10-4 |
5 |
26 |
6 |
5,4∙10-4 |
5 |
25 |
7 |
4,9∙10-4 |
8 |
30 |
8 |
5,6∙10-4 |
5 |
31 |
9 |
5,2∙10-4 |
4 |
25 |
Номер варианта |
Магнитный поток В, Вб |
Сечение S, см2 |
Длина средней линии l, см |
10 |
6,2∙10-4 |
6 |
26 |
11 |
4,7∙10-4 |
5 |
28 |
12 |
4,8∙10-4 |
4 |
32 |
13 |
6,7∙10-4 |
6 |
26 |
14 |
5,6∙10-4 |
3 |
31 |
15 |
5,5∙10-4 |
9 |
27 |
16 |
5,7∙10-4 |
4 |
30 |
17 |
5,2∙10-4 |
5 |
24 |
18 |
4,6∙10-4 |
5 |
26 |
19 |
4,8∙10-4 |
6 |
33 |
20 |
4,9∙10-4 |
5 |
29 |
21 |
5,8∙10-4 |
4 |
32 |
22 |
5,9∙10-4 |
5 |
29 |
23 |
5,6∙10-4 |
2 |
25 |
24 |
5,3∙10-4 |
5 |
30 |
25 |
6,1∙10-4 |
7 |
32 |
26 |
6,3∙10-4 |
5 |
25 |
При выполнении расчетов, обратите внимание на единицы измерения!
Таблица 3.3. Критерии оценивания.
Критерии |
Записывает условия задачи |
Определяет необходимые формулы для решения |
Определяет единицы измерения величин, согласно расчетным формулам |
Определяет магнитодвижущую силу |
Определяет напряженность магнитного поля |
Определяет относительную магнитную проницаемость материала сердечника |
Пользуется таблицей кривой намагничивания |
Записывает результаты расчета с единицами измерений |
Кол-во баллов |
Оценка |
Проявление критерия |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Перевод: 8 – оценка «отлично»; 7 – оценка «хорошо»; 6 – оценка «удовлетворительно»; 5 и менее – оценка «неудовлетворительно».
«Расчет параметров неразветвленной цепи переменного тока»
Практическая работа направлена на овладение следующими знаниями и умениями:
З1 – основные понятия о постоянном и переменном электрическом токе, последовательное и параллельное соединение проводников и источников тока, единицы измерения силы тока, напряжения, мощности электрического тока, сопротивления проводников, электрических и магнитных полей;
З5 – основные элементы электрических сетей;
У6 – читать принципиальные, электрические и монтажные схемы.
Краткие теоретические сведения.
Значение переменной величины (тока I, напряжения U, электродвижущей силы E) в рассматриваемый момент времени называется мгновенным значением и обозначается i(t), u(t), e(t).
Наибольшее из мгновенных значений переменной величины называется её амплитудным или максимальным значением и обозначается Im, Um, Em.
Угловая (циклическая) частота:
Ток и напряжение на резисторе:
.
Ток на катушке индуктивности отстает от напряжения на 900.
Реактивное сопротивление катушки индуктивности:
, Ом.
Ток на конденсаторе опережает от напряжения на 900.
Реактивное сопротивление катушки индуктивности:
, Ом.
Действующее значение тока и напряжения:
,
где z – полное сопротивление цепи
.
Амплитуды напряжений на резисторе, катушке индуктивности и конденсаторе соответственно:
,
,
.
Амплитудное значение тока:
.
По закону напряжений Кирхгофа для цепи с последовательным соединением сопротивления, катушки индуктивности, конденсатора значение мгновенного напряжения
.
ЗАДАНИЕ.
Выполнить расчет неразветвленной цепи переменного тока (рисунок 4.1).
1. Определить реактивные сопротивления элементов цепи (хL, xC).
2. Определить полное сопротивление цепи (z).
3. Рассчитать амплитуды напряжений (UmR, UmL, UmC).
4. Определить амплитудное значение сети (Um).
5. Определите показание вольтметра.
Параметры для расчета представлены в таблице 4.1. Номер варианта соответствует номеру по списку в журнале.
Рисунок 4.1. Неразветвленная цепь переменного тока.
Таблица 4.1. Параметры для расчета.
Вариант |
R, Ом |
L, Гн |
C, мкФ |
ω, рад/с |
Im, А |
1 |
85 |
0,10 |
200 |
500 |
5 |
2 |
90 |
0,20 |
90 |
300 |
5 |
3 |
165 |
0,30 |
25 |
500 |
5 |
4 |
135 |
0,60 |
120 |
200 |
5 |
5 |
120 |
0,15 |
90 |
600 |
5 |
6 |
170 |
0,40 |
70 |
350 |
5 |
7 |
145 |
0,25 |
50 |
500 |
5 |
8 |
165 |
0,30 |
40 |
450 |
5 |
9 |
105 |
0,10 |
50 |
500 |
5 |
10 |
140 |
0,50 |
80 |
250 |
5 |
11 |
160 |
0,45 |
40 |
300 |
5 |
12 |
200 |
0,30 |
15 |
600 |
5 |
Вариант |
R, Ом |
L, Гн |
C, мкФ |
ω, рад/с |
Im, А |
13 |
190 |
0,60 |
40 |
250 |
5 |
14 |
200 |
0,35 |
80 |
500 |
5 |
15 |
130 |
0,25 |
55 |
400 |
5 |
16 |
110 |
0,20 |
35 |
450 |
5 |
17 |
195 |
0,30 |
45 |
550 |
5 |
18 |
210 |
0,45 |
20 |
400 |
5 |
19 |
165 |
0,55 |
60 |
200 |
5 |
20 |
180 |
0,50 |
55 |
300 |
5 |
21 |
120 |
0,15 |
100 |
400 |
5 |
22 |
160 |
0,30 |
35 |
480 |
5 |
23 |
195 |
0,40 |
60 |
380 |
5 |
24 |
120 |
0,55 |
200 |
150 |
5 |
25 |
150 |
0,65 |
50 |
200 |
5 |
26 |
145 |
0,70 |
110 |
150 |
5 |
Таблица 4.1. Критерии оценивания.
Критерии |
Записывает условия задачи |
Определяет сопротивление хL |
Определяет сопротивление хс |
Определяет полное сопротивление цепи |
Рассчитывает амплитуду UmR |
Рассчитывает амплитуду UmL |
Рассчитывает амплитуду UmC |
Определяет амплитудное значение напряжения сети |
Определяет показание вольтметра |
Записывает результаты расчета с единицами измерений |
Кол-во баллов |
Оценка |
Проявление критериев |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Перевод: 10 – оценка «отлично»; 9 – оценка «хорошо»; 8 – оценка «удовлетворительно»; 7 и менее – оценка «неудовлетворительно».
«Расчет основных параметров асинхронного двигателя».
Практическая работа направлена на овладение следующими знаниями и умениями:
З1 – основные понятия о постоянном и переменном электрическом токе, последовательное и параллельное соединение проводников и источников тока, единицы измерения силы тока, напряжения, мощности электрического тока, сопротивления проводников, электрических и магнитных полей;
З5 – основные элементы электрических сетей;
У4 – рассчитывать параметры, составлять и собирать схемы включения приборов при измерении различных электрических величин, электрических машин и механизмов;
Краткие теоретические сведения.
Асинхронной называют бесколлекторную машину, в которой отношение частоты вращения ротора к частоте переменного тока сети зависит от нагрузки на валу. Машина обратима, т.е. может работать в режиме генератора или двигателя. Асинхронные машины используются практически как двигатели, так как характеристики асинхронных генераторов значительно хуже, чем у синхронных.
Магнитное поле статора вращается в сторону прямой последовательности фаз (А, В, С, А, В, С …) с частотой, называемой синхронной.
,
где f1 – частота тока статора;
p – число пар полюсов магнитного поля статора.
Ротор вращается в ту же сторону, что и магнитное поле статора с частотой n<n1. Ротор отстает от магнитного поля статора, т. е. вращается не синхронно, поэтому двигатель называется асинхронным двигателем (АД).
Отношение скорости скольжения ротора к синхронной называется скольжением АД
.
Частота вращения ротора, мин-1
.
В каталоге можно найти следующие формулы:
– перегрузочная способность двигателя;
– кратность пускового момента;
– кратность пускового тока,
где Iп – пусковой ток, А;
Iн – номинальный ток, А;
Мк – наибольший момент, который может развить двигатель (АД), Н·м;
Мн – номинальный момент длительной работы двигателя, Н·м;
Мп – пусковой момент, Н·м.
Номинальный момент длительной работы АД:
,
где Рн в кВт (в каталоге), поэтому не 9,550, а 9550.
Коэффициент полезного действия асинхронного двигателя
,
где Р1 – активная мощность потребления электрической энергии из сети, кВт;
Р – полезная механическая мощность на валу двигателя, кВт.
Номинальный ток электродвигателя
ЗАДАНИЕ.
Выполнить расчет основных параметров асинхронного трехфазного электродвигателя.
1. Определить номинальный момент Мн.
2. Определить пусковой момент Мп.
3. Определить критический момент Мк.
4. Определить скольжение S.
5. Определить пусковой ток Iп.
Параметры для расчета представлены в таблице 5.1. Номер варианта соответствует номеру по списку в журнале.
Таблица 5.1. Параметры асинхронных двигателей.
Вариант |
Тип двигателя |
Р, кВт |
cos φ |
η, % |
n, мин-1 |
λ |
kп |
kI |
1 |
МТКН112-6 |
5,0 |
0,79 |
77,0 |
910 |
3,3 |
3,2 |
4,5 |
2 |
4MTH132LA6 |
5,5 |
0,76 |
76,0 |
950 |
3,0 |
2,9 |
5,0 |
3 |
АИР112МВ6 |
4,0 |
0,81 |
81,4 |
950 |
2,2 |
2,0 |
6,0 |
4 |
АИР90L6 |
1,5 |
0,75 |
76,0 |
1000 |
2,2 |
2,0 |
6,0 |
5 |
MTKF012–6 |
2,2 |
0,76 |
73,0 |
908 |
2,9 |
2,7 |
5,5 |
6 |
АИР112МА6 |
3,0 |
0,77 |
81,0 |
1000 |
2,3 |
2,1 |
6,5 |
Вариант |
Тип двигателя |
Р, кВт |
cos φ |
η, % |
n, мин-1 |
λ |
kп |
kI |
7 |
MTН012–6 |
2,5 |
0,69 |
70,0 |
915 |
2,7 |
2,5 |
5,5 |
8 |
MTKF011-6 |
1,2 |
0,66 |
61,5 |
875 |
2,2 |
2,0 |
5,0 |
9 |
АИР80В2 |
2,2 |
0,86 |
83,0 |
2860 |
2,6 |
2,1 |
6,4 |
10 |
АИР112МА6 |
3,0 |
0,77 |
81,0 |
980 |
2,1 |
2,0 |
6,5 |
11 |
4AK160S4 |
11,0 |
0,86 |
86,5 |
1475 |
2,9 |
1,9 |
7,0 |
12 |
АИР112М4 |
5,5 |
0,84 |
85,0 |
1490 |
2,6 |
2,2 |
6,0 |
13 |
АИР80В4 |
3,0 |
0,87 |
82,5 |
1475 |
2,7 |
2,2 |
6,5 |
14 |
АИР71А2 |
0,75 |
0,80 |
72,0 |
2820 |
2,7 |
2,6 |
6,0 |
15 |
АИР100L4 |
4,0 |
0,84 |
82,0 |
1480 |
2,5 |
2,3 |
7,0 |
16 |
АИР80А4 |
1,1 |
0,77 |
77,0 |
1475 |
2,4 |
2,2 |
5,0 |
17 |
4AK160S2 |
18,5 |
0,88 |
90,0 |
2930 |
2,3 |
2,0 |
7,5 |
18 |
4АА63А6 |
0,18 |
0,62 |
56,0 |
890 |
2,4 |
2,2 |
5,5 |
19 |
4АК160М4 |
14,0 |
0,87 |
88,5 |
1490 |
3,5 |
3,0 |
4,5 |
20 |
4АА50А2 |
0,9 |
0,70 |
60,5 |
2940 |
2,6 |
2,2 |
5,5 |
21 |
АИР59А2 |
0,20 |
0,78 |
65,0 |
2960 |
2,4 |
2,1 |
5,0 |
22 |
4AК160М8 |
7,1 |
0,70 |
82,0 |
735 |
2,4 |
2,1 |
4,5 |
23 |
4А71В2 |
1,2 |
0,85 |
77,5 |
2850 |
2,2 |
2,0 |
5,5 |
24 |
АИР250М2 |
12,0 |
0,91 |
93,5 |
2950 |
2,3 |
2,1 |
7,5 |
25 |
АИР100L8 |
1,5 |
0,70 |
76,5 |
730 |
2,7 |
2,4 |
4,0 |
26 |
АИР134S8 |
4,0 |
0,71 |
83,0 |
710 |
2,2 |
1,8 |
6,0 |
Таблица 5.2. Критерии оценивания.
Критерии |
Записывает условия задачи |
Определяет по маркировке АД число пар полюсов |
Рассчитывает номинальный момент |
Рассчитывает пусковой момент |
Рассчитывает критический момент |
Рассчитывает скольжение |
Определяет мощность P1 |
Определяет номинальный ток |
Рассчитывает пусковой ток |
Записывает результаты расчета с единицами измерений |
Кол-во баллов |
Оценка |
Проявление критериев |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Перевод: 10 – оценка «отлично»; 9 – оценка «хорошо»; 8 – оценка «удовлетворительно»; 7 и менее – оценка «неудовлетворительно».
«Чтение электрических монтажных и принципиальных схем:
квартирной электропроводки».
Практическая работа направлена на овладение следующими знаниями и умениями:
З1 – основные понятия о постоянном и переменном электрическом токе, последовательное и параллельное соединение проводников и источников тока, единицы измерения силы тока, напряжения, мощности электрического тока, сопротивления проводников, электрических и магнитных полей;
З3 – типы и правила графического изображения и составления электрических схем;
З4 – условные обозначения электротехнических приборов и электрических машин;
З5 – основные элементы электрических сетей;
У6 – читать принципиальные, электрические и монтажные схемы.
Краткие теоретические сведения.
Основными техническими документами для электромонтера являются чертежи и электрические схемы. Чертеж включает размеры, форму, материал и состав электроустановки. По нему не всегда можно понять функциональную связь между элементами. В ней помогает разобраться электрическая схема, которую необходимо иметь при пользовании чертежами электроустановок.
Чтобы читать электрические схемы, необходимо хорошо знать и помнить наиболее распространенные условные графические обозначения.
Принципиальные схемы определяют полный состав элементов объекта и связей между ними, служат основанием для разработки комплекта конструкторской документации на объект.
Таблица 6.1 словные графические обозначения элементов.
Лампа накаливания (EL – осветительная и HL – сигнальная). |
|
Предохранитель плавкий FU (общее обозначение). |
|
Выключатель для открытой установки SA. |
|
Штепсельная розетка открытой установки XS. |
|
Контакт разъемного соединения: гнездо. |
|
Соединение контактное разъемное. |
|
ЗАДАНИЕ.
1. Прочитать план схему:
– определить количество и тип розеток;
– определить количество светильников;
– определить количество и тип выключателей.
План-схема представлена на рисунке 6.1.
2. Прочитать электрическую принципиальную схему электропроводки однокомнатной квартиры:
– определить род тока;
– определить величину напряжения и частоты электрической сети;
– разбить схему на 3 отдельных участка;
– описать принцип работы каждого участка.
Схема представлена на рисунке 6.2.
Таблица 6.2. Критерии оценивания.
Критерии |
Определяет количество и тип розеток |
Определяет количество светильников |
Определяет тип и количество выключателей |
Определяет род тока |
Определяет величину питающего напряжения сети |
Указывает величину частоты питающей сети |
Разбивает схему на отдельные участки |
Описывает принцип работы участка 1 |
Описывает принцип работы участка 2 |
Описывает принцип работы участка 3 |
Отвечает на дополнительные вопросы преподавателя |
Кол-во баллов |
Оценка |
Проявление критериев |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Перевод: 11 – оценка «отлично»; 10 – оценка «хорошо»; 9 – 8 – оценка «удовлетворительно»; 7 и менее – оценка «неудовлетворительно».
Рисунок 6.1. План-схема электропроводки в двухкомнатной квартире.
Рисунок 6.2. Электрическая схема.
«Чтение электрических монтажных и принципиальных схем:
нереверсивного и реверсивного управления электроприводом».
Практическая работа направлена на овладение следующими знаниями и умениями:
З1 – основные понятия о постоянном и переменном электрическом токе, последовательное и параллельное соединение проводников и источников тока, единицы измерения силы тока, напряжения, мощности электрического тока, сопротивления проводников, электрических и магнитных полей;
З3 – типы и правила графического изображения и составления электрических схем;
З4 – условные обозначения электротехнических приборов и электрических машин;
З5 – основные элементы электрических сетей;
З7 – двигатели постоянного и переменного тока, их устройство, принципы действия, правила пуска, остановки;
У3 – пускать и останавливать электродвигатели, установленные на эксплуатируемом оборудовании;
У6 – читать принципиальные, электрические и монтажные схемы.
Краткие теоретические сведения.
В таблице 7.1 представлены некоторые условные графические обозначения элементов на электрических схемах.
Таблица 7.1. Условные графические обозначения на схемах.
Заземление, общее обозначение. |
|
Выключатель Кнопочный. |
|
Привод с помощью биметалла. |
|
Ротор электрической машины |
|
Статор электрической машины. |
|
Воспринимающая часть электротеплового реле. |
|
Катушка электромеханического устройства. |
|
Контакт коммутационного устройства замыкающий. |
|
Контакт коммутационного устройства размыкающий |
|
Выключатель трехполюсный. |
|
ЗАДАНИЕ.
1. Прочитать электрическую принципиальную схему пуска и остановки асинхронного двигателя:
– составить перечень элементов схемы;
– указать назначение элементов схемы;
– описать принцип работы схемы.
Схема представлена на рисунке 7.1.
2. Прочитать электрическую принципиальную схему реверсивного управления асинхронным двигателем:
– составить перечень элементов схемы;
– описать принцип работы схемы;
– указать назначение блокировки в схеме;
– указать практическое применение схемы.
Схема представлена на рисунке 7.2.
Рисунок 7.1. Принципиальная электрическая схема
пуска и остановки электродвигателя.
Таблица 7.2. Критерии оценивания (рисунок 7.1).
Критерии |
Составляет перечень элементов схемы (рисунок 7.1) |
Указывает назначение автоматического выключателя |
Указывает назначение теплового реле |
Указывает назначение магнитного пускателя |
Указывает назначение предохранителя |
Описывает принцип работы силовой цепи схемы |
Описывает принцип работы цепи управления |
Описывает принцип работы цепи сигнализации |
Отвечает на дополнительные вопросы преподавателя |
Кол-во баллов |
Оценка |
Проявление критериев |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Перевод: 9 – оценка «отлично»; 8 – оценка «хорошо»; 7 – оценка «удовлетворительно»; 6 и менее – оценка «неудовлетворительно».
Рисунок 7.2. Принципиальная электрическая схема
реверсивного управления электродвигателем.
Таблица 7.3. Критерии оценивания (рисунок 7.2).
Критерии |
Составляет перечень элементов схемы (рисунок 7.2) |
Описывает принцип работы силовой цепи схемы |
Описывает принцип работы цепи управления |
Описывает принцип работы цепи сигнализации |
Указывает за счет сего осуществляется реверс |
Объясняет принцип работы блокировки |
Объясняет назначение блокировки при реверсе |
Указывает практическое применения схемы |
Отвечает на дополнительные вопросы преподавателя |
Кол-во баллов |
Оценка |
Проявление критериев |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Перевод: 9 – оценка «отлично»; 8 – оценка «хорошо»; 7 – оценка «удовлетворительно»; 6 и менее – оценка «неудовлетворительно».
«Расчет защитного заземления»
Практическая работа направлена на овладение следующими знаниями и умениями:
З1 – основные понятия о постоянном и переменном электрическом токе, последовательное и параллельное соединение проводников и источников тока, единицы измерения силы тока, напряжения, мощности электрического тока, сопротивления проводников, электрических и магнитных полей;
З5 – основные элементы электрических сетей;
З11 – правила техники безопасности при работе с электрическими приборами;
У1 – контролировать выполнение заземления, зануления;
У4 – рассчитывать параметры, составлять и собирать схемы включения приборов при измерении различных электрических величин, электрических машин и механизмов.
Краткие теоретические сведения.
Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.
Электрическое замыкание на корпус – случайное электрическое соединение токоведущей части с металлическими нетоковедущими частями электроустановки.
Поражения электрическим током происходят в случаях, когда человек замыкает собой электрическую сеть и по нему пойдет ток, обусловленный напряжением шага или напряжением прикосновения.
Например:
–при прикосновениях к токоведущим частям электроустановок, находящимся под напряжением; металлическим нетоковедущим частям, оказавшимся под напряжением (корпусам оборудования, металлическим конструкциям сооружений и т. д.);
– отключенным токоведущим частям, на которых остался заряд;
– при воздействии электрической дуги в сетях напряжением выше 1000 В, возникающей между токоведущей частью электрооборудования и человеком, если человек окажется в непосредственной близости от токоведущих частей;
– при замыкании тока на землю, если человек находится в зоне растекания тока.
Назначение защитного заземления – устранение опасности поражения током, походящим через человека в момент касания им неисправного электрооборудования, за счет снижения до безопасных значений напряжений прикосновения и шага, обусловленных замыканием на корпус.
Область применения защитного заземления: трехфазные трехпроводные и однофазные двухпроводные сети переменного тока до 1000В с изолированной нейтралью; сети выше 1000В переменного и постоянного тока с любым режимом нейтрали.
Заземляющее устройство состоит из заземлителя – проводников (электродов), соединенных между собой и находящихся в непосредственном соприкосновении с землей, и заземляющих проводников, соединяющих заземляемые части электроустановки с заземлителем.
Основной расчет защитного заземления сводится к определению сопротивления растекания тока заземлителя. Это сопротивление зависит от размеров и количества заземляющих проводников, расстояния между ними, глубины их заложения и проводимости грунта.
Рисунок 8.1. Вертикальный заземлитель.
Пример расчета.
Исходные данные для расчета:
Uэу = 360В;
Pис.пит. сети – свыше 100 кВА;
– сеть с заземленной нейтралью;
– форма вертикальных электродов – уголок с шириной полки b = 4 см;
– длина вертикального электрода l = 2 м;
– глубина размещения вертикальных электродов h = 0,7 м.;
– отношение расстояний между заземлителями к их длине составляет a/l = 2;
– размеры контура заземления L1 = 24 м, L2 =8 м;
– форма горизонтального электрода – полоса шириной b=12 мм;
– грунт – торф: ρгр =20, Ом*м;
– ток замыкания на землю Iз=500 А;
– характеристика климатической зоны: средняя многолетняя высшая температура + 15 ºC.
Решение:
1. Для установок с напряжением до 1000 В и мощностью источника питания сети свыше 100 кВА допустимое сопротивление растеканию тока Rд = 4Ом.
2. Тип заземляющего устройства – контурный (размер контура 24х8).
3. Рассчитаем параметры заземлителя.
3.1. Суммарная длина горизонтального электрода lг=2*(24+8) = 64м.
3.2. Расстояние между вертикальными электродами принимают не менее 2,5 – 3,0 м. Примем количество вертикальных электродов n =10 шт.
3.3. Расчетное значение удельного сопротивление грунта для вертикального заземлителя:
ρ = ρгр *Кп =20 *2 =40, Ом *м
для горизонтального заземлителя:
ρ = ρгр*Кп =20*7 =140, Ом *м,
где Кп берется из таблицы 8.2
3.4. Для стержней или труб диаметром d, заглубленных в землю на h=0,7м, сопротивление одиночного вертикального заземлителя Rв определяется по формуле:
;
, Ом
3.5. Для горизонтально расположенного электрода в виде стержня или трубы, заглубленного в землю на h=0,7 м сопротивление Rг определяется по формуле:
;
, Ом.
Для полосы шириной b следует считать d=0,5 b.
4. Расчетное сопротивление заземлителя Rз вычисляется по формуле
,
где ηв и ηг берутся из таблиц 8.3 и 8.4.
, Ом.
Поскольку выполняется условие Rз ≤ Rд (2, о6 Ом < 4 Ом), расчет защитного заземления выполнен верно.
Таблица 8.1. Средние удельные сопротивления грунтов и вод, рекомендуемые для предварительных расчетов.
Грунт |
Удельное сопротивление ρ, Ом*м |
Грунт |
Удельное сопротивление ρ, Ом*м |
Глина (слой 7-10 м, далее скала, гравий) |
70 |
Суглинок |
100 |
Глина каменистая (слой 1-3 м, далее гравий) |
100 |
Торф |
20 |
Земля садовая |
50 |
Чернозем |
30 |
Известняк |
2000 |
Вода: – грунтовая – морская – прудовая – речная |
50 3 50 100 |
Скала |
4000 |
Песок |
500 |
Таблица 8.2. Значения повышающего коэффициента Кп для заземлителей, расположенных ниже уровня земли (h =0,7м).
Климатическая зона |
Значения Кп |
|
для горизонтальных заземлителей |
для вертикальных заземлителей |
|
I |
4,5 – 7,0 |
1,8 – 2,0 |
II |
3,5 – 4,5 |
1,6 – 1,8 |
III |
2,5 – 4,0 |
1,4 – 1,6 |
IV |
1,5 – 2,0 |
1,2 – 1,4 |
Таблица 8.3. Коэффициенты использования для вертикальных ηв электродов.
Число заземлителей, n |
Отношение расстояний между заземлителями к их длине, a/l |
|||||
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
|
электроды размещены в ряд |
электроды размещены по контуру |
|||||
2 |
0,85 |
0,91 |
0,94 |
– |
– |
– |
4 |
0,73 |
0,83 |
0,89 |
0,69 |
0,78 |
0,85 |
6 |
0,65 |
0,77 |
0,85 |
0,61 |
0,73 |
0,80 |
10 |
0,59 |
0,74 |
0,81 |
0,56 |
0,68 |
0,76 |
20 |
0,48 |
0,67 |
0,76 |
0,47 |
0,63 |
0,71 |
40 |
– |
– |
– |
0,41 |
0,58 |
0,66 |
60 |
– |
– |
– |
0,39 |
0,55 |
0,64 |
100 |
– |
– |
– |
0,36 |
0,52 |
0,62 |
Таблица 8.4. Коэффициенты использования для горизонтальных ηг электродов.
Число заземлителей, n |
Отношение расстояний между заземлителями к их длине, a/l |
||||||
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
||
электроды размещены в ряд |
электроды размещены по контуру |
||||||
2 |
0,85 |
0,94 |
0,96 |
– |
– |
– |
|
4 |
0,66 |
0,80 |
0,92 |
0,45 |
0,44 |
0,70 |
|
6 |
0,72 |
0,84 |
0,88 |
0,40 |
0,48 |
0,64 |
|
10 |
0,62 |
0,75 |
0,82 |
0,34 |
0,40 |
0,56 |
|
20 |
0,42 |
0,56 |
0,68 |
0,27 |
0,32 |
0,45 |
|
40 |
– |
– |
– |
0,22 |
0,29 |
0,39 |
|
60 |
– |
– |
– |
0,20 |
0,27 |
0,36 |
|
100 |
– |
– |
– |
0,19 |
0,23 |
0,33 |
|
ЗАДАНИЕ.
Выполнить расчет заземлителя сети с заземленной нейтралью, электроустановки напряжением 380 В и мощностью источника питания свыше 100 кВА. Форма вертикальных электродов – уголок с шириной полки b и длиной l.
1. Определить суммарную длину горизонтального электрода lг.
2. Определить примерное количество вертикальных электродов n.
3. Определить удельное сопротивление грунта вертикально и горизонтального заземлителей ρ.
4. Рассчитать сопротивление одиночного вертикального заземлителя Rв.
5. Рассчитать сопротивление горизонтального заземлителя Rг.
6. Определить расчетное сопротивление заземлителя Rз..
Параметры для расчета представлены в таблице 8.5. Номер варианта соответствует номеру по списку в журнале. Дополнительные данные для расчета представлены в таблицах 8.1 – 8.4.
Таблица 8.5. Исходные данные для расчета.
Вариант |
b, см |
l, м |
h, м |
a/l |
Размер контура заземления, м |
Грунт |
Климат. зона |
1 |
6 |
2 |
0,7 |
1 |
32х16 |
глина каменистая |
I |
2 |
5 |
4 |
0,7 |
2 |
26х10 |
песок |
II |
3 |
4 |
3 |
0,7 |
1 |
24х8 |
глина |
III |
4 |
6 |
2 |
0,7 |
2 |
32х16 |
торф |
I |
5 |
4 |
4 |
0,7 |
1 |
26х10 |
чернозем |
III |
6 |
8 |
3 |
0,7 |
2 |
24х8 |
песок |
II |
7 |
4 |
2 |
0,7 |
1 |
32х16 |
земля садовая |
III |
8 |
6 |
4 |
0,7 |
2 |
26х10 |
торф |
II |
9 |
4 |
2 |
0,7 |
1 |
24х8 |
глина |
I |
10 |
6 |
4 |
0,7 |
2 |
32х16 |
песок |
II |
11 |
5 |
3 |
0,7 |
1 |
26х10 |
глина каменистая |
I |
12 |
4 |
2 |
0,7 |
2 |
24х8 |
земля садовая |
I |
13 |
4 |
4 |
0,7 |
1 |
32х16 |
чернозем |
III |
14 |
6 |
4 |
0,7 |
2 |
32х16 |
глина |
I |
15 |
4 |
2 |
0,7 |
1 |
26х10 |
песок |
II |
16 |
5 |
2 |
0,7 |
2 |
24х8 |
глина каменистая |
III |
17 |
4 |
2 |
0,7 |
1 |
32х16 |
чернозем |
I |
18 |
8 |
4 |
0,7 |
2 |
26х10 |
торф |
III |
19 |
6 |
2 |
0,7 |
1 |
24х8 |
чернозем |
II |
20 |
4 |
4 |
0,7 |
2 |
32х16 |
глина каменистая |
I |
21 |
5 |
2 |
0,7 |
1 |
26х10 |
песок |
II |
22 |
6 |
2 |
0,7 |
2 |
32х16 |
земля садовая |
III |
23 |
4 |
3 |
0,7 |
2 |
26х10 |
чернозем |
I |
24 |
6 |
4 |
0,7 |
1 |
24х8 |
торф |
I |
25 |
4 |
2 |
0,7 |
2 |
32х16 |
глина каменистая |
II |
26 |
5 |
2 |
0,7 |
1 |
26х10 |
торф |
III |
Таблица 8.6. Критерии оценивания.
Критерии |
Записывает необходимые данные для расчета |
Определяет суммарную длину горизонтального электрода |
Определяет примерное количество вертикальных электродов |
Определяет удельное сопротивление ρ вертикального заземлителя |
Определяет удельное сопротивление ρ горизонтального заземлителя |
Рассчитывает сопротивление Rв |
Рассчитывает сопротивление Rг |
Определяет расчетное сопротивление Rз |
Производит проверку выполнения условия и делает выводы |
Кол-во баллов |
Оценка |
Проявление критериев |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Перевод: 9 – оценка «отлично»; 8 – оценка «хорошо»; 7 – оценка «удовлетворительно»; 6 и менее – оценка «неудовлетворительно».
«Расчет проводов по допустимому нагреву»
Практическая работа направлена на овладение следующими знаниями и умениями:
З1 – основные понятия о постоянном и переменном электрическом токе, последовательное и параллельное соединение проводников и источников тока, единицы измерения силы тока, напряжения, мощности электрического тока, сопротивления проводников, электрических и магнитных полей;
З5 – основные элементы электрических сетей;
З11 – правила техники безопасности при работе с электрическими приборами;
У4 – рассчитывать параметры, составлять и собирать схемы включения приборов при измерении различных электрических величин, электрических машин и механизмов.
Краткие теоретические сведения.
Электрический ток нагрузки, протекая по проводнику, нагревает его. Нормами (ПУЭ) установлены наибольшие допустимые температуры нагрева жил проводов и кабелей. Исходя из этого, определены длительно допустимые токовые нагрузки для проводов и кабелей в зависимости от материала проводников, их изоляции, оболочки и условий прокладки.
Допустимая сила тока по нагреву (Iд) – это длительно протекающая по проводнику сила тока, при которой устанавливается длительная допустимая температура нагрева.
По условию нагрева длительным расчетным током (по таблицам ПУЭ):
где Iд – допустимый ток на стандартное сечение проводника (ПУЭ таблицы 1.3.4 – 1.3.25);
Iр – расчетный ток;
КП – коэффициент прокладки, учитывающий ухудшение охлаждения при параллельной прокладке нескольких кабелей (ПУЭ табл. 1.3.26);
КТ – поправочный температурный коэффициент, вводимый в формулу, если температура воздуха отличается от 25ºС, а земли – от 15º С. При нормальных условиях КТ = 1 (ПУЭ табл.1.3.3).
Для выбора сечений проводов и кабелей по допустимому нагреву необходимо определить расчетные токовые нагрузки линий.
Расчетные максимальные токовые нагрузки для трехфазной сети определяют по формулам:
Коэффициент мощности (cosφ) следует принимать:
1,0 – для ламп накаливания;
0,85 – для одноламповых светильников с люминесцентными лампами низкого давления (ЛЛНД);
0,92 – для многоламповых светильников с люминесцентными лампами низкого давления (ЛЛНД);
0,5 – для светильников с разрядными лампами высокого давления (ДРЛ, ДРИ);
0,85 – для светильников с разрядными лампами высокого давления, имеющими ПРА с конденсатором.
ЗАДАНИЕ.
1. Выбрать по условиям нагрева марку и сечение проводов для питания осветительного щита с заданной мощностью нагрузки и напряжениями сети. Проводка выполняется в стальной трубе.
Параметры для расчета представлены в таблице 9.1. Номер варианта соответствует номеру по списку в журнале.
2. Выбрать по условиям нагрева марку и сечение проводников для питания трехфазного электродвигателя заданной мощности. Совместно в земле проложены 3 кабеля, расстояние между ними 300 мм. Фактическая температура земли 20º С.
Параметры для расчета представлены в таблице 9.2. Номер варианта соответствует номеру по списку в журнале.
Таблица 9.1. Исходные данные для расчета.
Вариант |
Рнг, кВт |
Uсети, В |
Тип светильника |
Вариант |
Рнг, кВт |
Uсети, В |
Тип светильника |
1 |
30 |
380/220 |
одноламповый с ЛЛНД |
14 |
15 |
380/220 |
с разрядными лампами, ПРА с конденсатором |
2 |
36 |
380/220 |
многоламповый с ЛЛНД |
15 |
26 |
380/220 |
многоламповый с ЛЛНД |
3 |
18 |
380/220 |
с разрядными лампами, ПРА с конденсатором |
16 |
36 |
380/220 |
одноламповый с ЛЛНД |
4 |
25 |
380/220 |
одноламповый с ЛЛНД |
17 |
25 |
380/220 |
многоламповый с ЛЛНД |
5 |
32 |
380/220 |
с лампами ДРЛ |
18 |
26 |
380/220 |
одноламповый с ЛЛНД |
6 |
28 |
380/220 |
многоламповый с ЛЛНД |
19 |
28 |
380/220 |
с лампами ДРЛ |
7 |
26 |
380/220 |
с разрядными лампами, ПРА с конденсатором |
20 |
24 |
380/220 |
многоламповый с ЛЛНД |
8 |
32 |
380/220 |
с разрядными лампами, ПРА с конденсатором |
21 |
18 |
380/220 |
с лампами ДРЛ |
9 |
34 |
380/220 |
одноламповый с ЛЛНД |
22 |
22 |
380/220 |
с лампами ДРЛ |
10 |
24 |
380/220 |
с разрядными лампами, ПРА с конденсатором |
23 |
30 |
380/220 |
с лампами ДРЛ |
11 |
18 |
380/220 |
многоламповый с ЛЛНД |
24 |
20 |
380/220 |
с лампами ДРЛ |
12 |
20 |
380/220 |
многоламповый с ЛЛНД |
25 |
34 |
380/220 |
многоламповый с ЛЛНД |
13 |
22 |
380/220 |
одноламповый с ЛЛНД |
26 |
27 |
380/220 |
с лампами ДРЛ |
Таблица 9.2. Исходные данные для расчета.
Вариант |
Рн, кВт |
η, % |
сos φ |
Коэф. загрузки, Кз |
Категория помещения |
1 |
17,5 |
88,2 |
0,89 |
0,80 |
сырое |
2 |
18,0 |
89,0 |
0,87 |
0,97 |
влажное |
3 |
7,5 |
87,0 |
0,86 |
0,75 |
сырое |
4 |
15,0 |
86,0 |
0,77 |
0,88 |
влажное |
5 |
16,0 |
76,0 |
0,72 |
0,94 |
сырое |
6 |
8,0 |
82,5 |
0,88 |
0,80 |
влажное |
7 |
9,5 |
81,0 |
0,78 |
0,97 |
сырое |
8 |
10,0 |
91,0 |
0,89 |
0,75 |
влажное |
9 |
11,5 |
85,4 |
0,87 |
0,97 |
сырое |
10 |
4,5 |
92,0 |
0,86 |
0,75 |
влажное |
11 |
3,0 |
88,0 |
0,77 |
0,97 |
сырое |
12 |
3,5 |
84,5 |
0,87 |
0,75 |
влажное |
13 |
12,0 |
82,5 |
0,86 |
0,88 |
владное |
14 |
5,5 |
91,2 |
0,79 |
0,94 |
сырое |
15 |
6,0 |
89,4 |
0,89 |
0,97 |
влажное |
16 |
6,5 |
77,0 |
0,87 |
0,75 |
сырое |
17 |
14,0 |
74,5 |
0,86 |
0,88 |
влажное |
18 |
16,5 |
86,0 |
0,90 |
0,94 |
сырое |
19 |
12,5 |
92,0 |
0,79 |
0,75 |
влажное |
20 |
9,0 |
85,4 |
0,91 |
0,88 |
сырое |
21 |
8,5 |
92,0 |
0,82 |
0,94 |
сырое |
22 |
11,0 |
88,0 |
0,89 |
0,75 |
влажное |
23 |
21,0 |
78,0 |
0,87 |
0,97 |
сырое |
24 |
18,5 |
89,0 |
0,86 |
0,75 |
влажное |
25 |
17,0 |
91,0 |
0,84 |
0,88 |
сырое |
26 |
22,0 |
84,0 |
0,88 |
0,94 |
сырое |
Таблица 9.3. Критерии оценивания.
Критерии |
Записывает необходимые данные для расчета |
Определяет расчетный ток |
Проверяет выполнение условия |
Выбирает марку и сечение провода для осветительного щита |
Определят номинальный ток двигателя |
Определяет расчетный ток |
Выбирает тип кабеля в зависимости от помещения |
Определяет расчетный ток с учетом коэффициентов |
Выбирает тип и сечение кабеля для питания электродвигателя |
Кол-во баллов |
Оценка |
Проявление критериев |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-1 |
0-9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Перевод: 9 – оценка «отлично»; 8 – оценка «хорошо»; 7 – оценка «удовлетворительно»; 6 и менее – оценка «неудовлетворительно».
ЛИТЕРАТУРА
Основные источнкики:
1. Бутырин П.А. Электротехника: учебник для нач. проф. образования/ 3-е изд.– М.: Издательский центр «Академия», 2012. – 272с.
3. Фуфаева Л.И. Электротехника: учебник для студ. проф. Образования / Л.И. Фуфаева. – М.: Издательский центр «Академия», 2009. – 384с.
Дополнительные источники:
1. Кацман М.М. Электрические машины: учебник для студ. образоват. учреждений сред. проф. образования / М.М.Кацман. – 9-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2013. – 496с.
2. Немцов М.В. Электротехника и электроника: учебник для студ образов. учреждений сред. проф. Образования. – М.: Издательский центр «Академия», 2013 – 432с.
3. Полещук В.И. Задачник по электротехнике и электронике: учеб. пособие для студ. сред. проф. образования / В.И. Полещук. – 5-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2013. – 224с.
4. Электротехника и электроника: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / Б.И. Петленко, Ю.М. Иньяков и др.; под ред. Б.И.Петленко. – 5-е изд. стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2014. – 320с.
5. Правила устройства электроустановок (ПУЭ) 6-е, 7-е издание. – М.: Главгосэнергонадзор России, 2003. – 607с.
Интернет – ресурсы:
http://leg.co.ua «Электрические сети»;
http://www.online-electric.ru/ Онлайн электрик – База данных ;
http://www.elec.ru/ «Техническая документация»;
http://pue7.ru/pue7/sod – Правила устройства электроустановок;
www.ru.wikipedia.org.
В нашем каталоге доступно 74 804 рабочих листа
Перейти в каталогПолучите новую специальность за 3 месяца
Получите профессию
за 6 месяцев
Пройти курс
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
Методические рекомендации по выполнению практических занятий по учебной дисциплине ОП.02 «Электротехника» разработаны для студентов очной формы обучения на основе Федерального государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования по профессии 13.01.10 «Электромонтер по ремонту и обслуживанию электрооборудования (по отраслям)», утвержденного приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от «02» августа 2013 года № 802 и в соответствии с рабочей учебной программой ОП.02 «Электротехника».
6 666 019 материалов в базе
Настоящий материал опубликован пользователем Прядеина Юлия Александровна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Удалить материалВаша скидка на курсы
40%Курс повышения квалификации
72/180 ч.
Курс профессиональной переподготовки
300/600 ч.
Курс профессиональной переподготовки
600 ч.
Мини-курс
4 ч.
Мини-курс
6 ч.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.