Инфоурок / Другое / Другие методич. материалы / МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ ОП.03 Электротехника

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ ОП.03 Электротехника



Московские документы для аттестации!

124 курса профессиональной переподготовки от 4 795 руб.
274 курса повышения квалификации от 1 225 руб.

Для выбора курса воспользуйтесь поиском на сайте KURSY.ORG


Вы получите официальный Диплом или Удостоверение установленного образца в соответствии с требованиями государства (образовательная Лицензия № 038767 выдана ООО "Столичный учебный центр" Департаментом образования города МОСКВА).

ДИПЛОМ от Столичного учебного центра: KURSY.ORG


библиотека
материалов

Министерство образования Нижегородской области

Государственное бюджетное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

«Кулебакский металлургический колледж»












МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ

ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ


ОП.03 Электротехника


Профессия 270802.10 «Мастер отделочных строительных работ»


















2012


Введение


Практические работы направлены на экспериментальное подтверждение и проверку существенных теоретических положений (законов, зависимостей и закономерностей) необходимых при освоении учебной дисциплины (профессиональных модулей).

В процессе практического занятия обучающиеся выполняют одну или несколько практических работ (опытов) под руководством преподавателя в соответствии с изучаемым содержанием учебного материала.

Содержанием практических работ является выполнение различных практических приемов, в том числе профессиональных, работа с оборудованием, инструментами, приспособлениями и др.

Состав заданий для практического занятия спланирован с расчетом, чтобы за отведенное время они могли быть выполнены качественно большинством обучающихся.

Выполнению практических работ предшествует проверка знаний студентов – их теоретической готовности к выполнению задания.

Формы организации работы обучающихся на практических работах могут быть: фронтальная, групповая и индивидуальная.

При фронтальной форме организации работ все обучающиеся выполняют одновременно одну и ту же работу.

При групповой форме организации работ одна и та же работа выполняется микрогруппами по 2-5 человек.

При индивидуальной форме организации занятий каждый обучающийся выполняет индивидуальное задание.

Выполнение практических работ по дисциплине «Основы материаловедения» направлено на формирование общих компетенций:

OK 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, исходя из цели и способов ее достижения, определенных руководителем.

ОК 3. Анализировать рабочую ситуацию, осуществлять текущий и итоговый контроль, оценку и коррекцию собственной деятельности, нести ответственность за результаты своей работы.

ОК 4. Осуществлять поиск информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач.

ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.

ОК 6. Работать в команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, клиентами.

ОК 7. Исполнять воинскую обязанность, в том числе с применением полученных профессиональных знаний (для юношей).



Практическая работа №1.

ПРОВЕРКА ЗАКОНА ОМА ДЛЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО И ПАРАЛЛЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЙ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: проверить опытным путем формулы, на основании которых выполняются расчеты электрических цепей постоянного тока.


Для выполнения работы необходимо знать принципы последовательного и параллельного соединения проводников и источников тока; единицы измерения силы тока, напряжения, сопротивления проводников; методы расчета и измерения основных параметров простых электрических цепей; свойства постоянного электрического тока; необходимо уметь рассчитывать и измерять основные параметры простых электрических цепей; использовать в работе электроизмерительные приборы; читать простые электрические схемы.

Выполнение данной практической работы способствует формированию профессиональных компетенций: ПК 1.1 – 1.4 и ПК 2.1 – 2.4

ОБОРУДОВАНИЕ: источник постоянного тока на 24 В, резисторы, авометры – 2 шт., соединительные провода.

ВРЕМЯ ВЫПОЛНЕНИЯ: 90 минут

КРАТКАЯ ТЕОРИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ:

В схемах электрических цепей постоянного тока возможны 3 способа соединения резисторов: последовательное, параллельное, смешанное. При последовательном соединении резисторы соединяются в одну неразветвленную цепочку (рис.1).

http://multiring.ru/course/physicspart2/content/chapter1/section/paragraph9/images/1-9-1.gif

рис.1

Ток в каждом резисторе одинаков и равен общему току всей цепи: Iобщ=I1=I2

Общее напряжение, приложенное к цепи, равно сумме падений напряжений на каждом резисторе: Uобщ=U1+U2



Общее сопротивление всей цепи равно сумме сопротивлений всех резисторов: Rобщ=R1+R2.

Величина сопротивления каждого резистора определяется по закону Ома для участка цепи: R1=U1/I1; R2=U2/I2

При параллельном соединении все резисторы подключены к двум узловым точкам цепи (рис.2)

Параллельное соединение резисторов

рис.2

При параллельном соединении напряжение на всех резисторах одинаково, т.к. их концы подключены к одному и тому же источнику энергии: Uобщ=U1=U2=U3

Общий ток неразветвленной цепи равен сумме токов в каждом разветвлении (в каждом резисторе) – первый закон Кирхгофа: Iобщ расч=I1+I2+I3

Величина тока в каждом резисторе определяется из закона Ома для участка цепи: I1=U1/R1; I2=U2/R2; I3=U3/R3

Общая проводимость всей цепи равна сумме проводимостей отдельных ветвей: gобщ=g1+g2+g3, т.к. g=1/R, то общее сопротивление цепи можно определить из соотношения 1/Rобщ=1/R1+1/R2+1/R3

По закону Ома Rобщ расч=U/Iобщ расч

При смешанном соединении резисторы включаются в цепь последовательно и параллельно (рис.3)

C:\Users\Лебедевы\AppData\Local\Microsoft\Windows\Temporary Internet Files\Content.Word\сканирование0001.jpg

рис.3


Общее сопротивление можно определить по формуле: Rобщ= (R2*R3)/(R2+R3)

Сопротивление отдельных резисторов определяется по формулам: R1=U1/I1; R2=U2/I2; R3=U3/I3.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ И ФОРМА ОТЧЕТНОСТИ:

  1. Последовательное соединение резисторов:

а) собрать электрическую схему согласно рис.4 и представить ее на проверку. Включить питание.

C:\Users\Лебедевы\AppData\Local\Microsoft\Windows\Temporary Internet Files\Content.Word\сканирование0001.jpg


б) изменяя сопротивление резистора R1 для двух-трех случаев измерить вольтметром напряжение на каждом из участков цепи, общее сопротивление и ток в цепи. Показания приборов записать в таблицу. Выполните расчеты, предусмотренные этой таблицей.


и/и

Данные наблюдений

Данные расчетов

I

U2

U3

U4

U5

Uобщ

R2

R3

R4

R5

Rобщ

Uобщ

А

В

В

В

В

В

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

В

1

2

3













  1. Параллельное соединение резисторов:

а) собрать схему согласно рис.5 и представить ее на проверку. Включить питание.

C:\Users\Лебедевы\AppData\Local\Microsoft\Windows\Temporary Internet Files\Content.Word\сканирование0002.jpg

рис.5

б) измерить авометром токи на каждом из участков цепи, а также общий ток и напряжение всей цепи. Показания приборов записать в таблицу. Выполнить все расчеты, предусмотренные этой таблицей.






Данные наблюдений

Данные расчетов

I2

I3

I4

I5

Iобщ

Uобщ

Iобщ

R2

R3

R4

R5

Rобщ

А

А

А

А

А

В

А

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

1

2

3














  1. Смешанное соединение резисторов

а) собрать схему согласно рис.6 и представить ее на проверку. Включить питание.

C:\Users\Лебедевы\AppData\Local\Microsoft\Windows\Temporary Internet Files\Content.Word\сканирование0002.jpg

рис.6

б) измерить общий ток и напряжение цепи, а также токи и напряжения на каждом из участков цепи при определенном положении резистора R1. Показания приборов записать в таблицу. Выполнить все расчеты, предусмотренные этой таблицей.




Данные наблюдений

Данные расчетов

Iобщ

I2

I3

I4

U1

Uобщ

R1

R2

R3

R4

Iобщ

Rобщ

А

А

А

А

В

В

Ом

Ом

Ом

Ом

А

Ом

1

2

3













в) отключить питание и приступить к оформлению отчета.



КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

  1. Сформулируйте закон Ома для участка цепи.

  2. Чему равное полное сопротивление из последовательно соединенных 5 одинаковых резисторов?

  3. Какой опыт из приведенных в этой работе служит проверкой I закона Кирхгофа?

  4. Как определить общее сопротивление цепи из трех параллельно соединенных резисторов, если один из них отключить?

ЛИТЕРАТУРА:

  1. Синдеев Ю.Г. Электротехника с основами электроники – Ростов-на-Дону: Феникс, 2009 г.

  2. Лотерейчук Е.А. Теоретические основы электротехники – М.: ИД Форум – ИНФРА, 2009 г.






Практическая работа №2

ИЗМЕРЕНИЕ РАБОТЫ И МОЩНОСТИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: с помощью измерений и вычислений определить работу и мощность в цепях постоянного тока.

Для выполнения работы необходимо знать принципы последовательного и параллельного соединения проводников и источников тока; единицы измерения силы тока, напряжения, мощности электрического тока, сопротивления проводников; методы расчета и измерения основных параметров простых электрических цепей; свойства постоянного электрического тока; необходимо уметь рассчитывать и измерять основные параметры простых электрических цепей; использовать в работе электроизмерительные приборы; читать простые электрические схемы.

Выполнение данной практической работы способствует формированию профессиональных компетенций: ПК 1.1 – 1.4 и ПК 2.1 – 2.4

ОБОРУДОВАНИЕ: источник постоянного тока на 24 В, резисторы, амперметр, вольтметр, соединительные провода.

ВРЕМЯ ВЫПОЛНЕНИЯ: 90 минут

КРАТКАЯ ТЕОРИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ:

Способность тела производить работу называется энергией этого тела. Энергия не исчезает, а переходит из одной формы в другую. Для переноса зарядов в замкнутой цепи источник электрической энергии затрачивает известную энергию, равную произведению ЭДС источника на количество электричества, перенесенного через эту цепь, т. е. EQ. Однако не вся эта энергия является полезной, т. е. не вся работа, произведенная источником энергии, сообщается приемнику энергии, так как часть ее расходуется на преодоление внутреннего сопротивления источника и проводов. Таким образом, источник энергии производит полезную работу, равную А = UQ, где U — напряжение на зажимах приемника.

Так как количество электричества равно произведению тока в цепи на время его прохождения: Q = It, формулу работы можно представить в следующем виде: А = UIt.

Мощностью называется работа, производимая (или потребляемая) в одну секунду. Мощность выражается следующими формулами:

Р = A/ t = UQ/t = UI = U2/R = I2R.

Если в формулах работы и мощности напряжение выражено в вольтах, ток — в амперах, сопротивление — в омах и время — в секундах, то работа выражается в ньютон-метрах или в ватт-секундах (Вт • с), т. е. в джоулях (Дж), а мощность — в ваттах (Вт). Для измерения малых мощностей применяют единицу, в тысячу раз меньшую одного ватта, называемую милливаттом (мВт); 1 Вт = 1000 мВт. Для выражения больших мощностей применяют единицу, в тысячу раз большую ватта, называемую киловаттом (кВт); 1 кВт = 1000 Вт.

Мощность, отдаваемая источником энергии во внешнюю цепь, является полезной мощностью Р2, а мощность, получаемая им извне (от источника энергии механической, химической и т. д.), — потребляемой Р1.

Для оценки свойств преобразователя энергии (источника или приемника электрической энергии) служит коэффициент полезного действия (к.п.д., или отдача), равный отношению полезной мощности источника или приемника энергии Р2 к мощности, потребляемой им Р1 т. е. ɳ = Р21

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ И ФОРМА ОТЧЕТНОСТИ:

  1. Собрать схему



сканирование0003

где R1 и R2 – сопротивления величиной от 1 до 10 кОм

  1. Вычислить общее сопротивление последовательного соединения по формуле R0=R1+R2. Снять показания приборов I1 и U1, в точках цепи A1 и V1 и по закону Ома вычислить общее сопротивление. Сравнить, сделать вывод.

  2. Вычислить мощность, потребляемую при последовательном соединении резисторов по формуле P=I*U

  3. Вычислить работу электрического тока в цепи за 10 сек. A=P*t

  4. Собрать схему



сканирование0003

где R1 и R2 – сопротивления аналогичные по номиналу сопротивлениям первой схемы

  1. Вычислить общее сопротивление по формуле 1/R0=1/R1+1/R2. Снять показания приборов I1 и U1 в точках цепи A1 и V1 и по закону Ома вычислить общее сопротивление. Сравнить, сделать выводы.

  2. Вычислить мощность, потребляемую при параллельном соединении резисторов по формуле P=I*U

  3. Вычислить работу электрического тока в цепи за 10 сек. A=P*t. Данные занести в таблицу.


    R

    Ом

    R2

    Ом

    Rобщ

    Ом

    I

    A

    U

    B

    A=P*t

    Дж

    P=I*U

    Вт

    последоват.

    соединение








    параллельн.

    соединение








  4. Сравнить полученные мощности и работы при последовательном и параллельном соединениях одних и тех же сопротивлений и сделать вывод.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

  1. Что такое работа?

  2. Чему равна мощность?

  3. Полезная мощность

  4. Потребляемая мощность

  5. Коэффициент полезного действия

ЛИТЕРАТУРА:

  1. Синдеев Ю.Г. Электротехника с основами электроники – Ростов-на-Дону: Феникс, 2009 г.

  2. Лотерейчук Е.А. Теоретические основы электротехники – М.: ИД Форум – ИНФРА, 2009 г.











Практическая работа №3.

ИЗМЕРЕНИЕ СИЛЫ ТОКА, НАПРЯЖЕНИЯ, СОПРОТИВЛЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ АМПЕРМЕТРА, ВОЛЬТМЕТРА, КОМБИНИРОВАННОГО ПРИБОРА. СПОСОБЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ПРИБОРОВ В ЦЕПЬ.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: изучение электроизмерительных приборов, используемых в лабораторных работах; получение представлений о пределе измерения и цене деления, абсолютной и относительной погрешности, условиях эксплуатации и других характеристиках стрелочных электроизмерительных приборов; получение навыков работы с цифровыми измерительными приборами.

Для выполнения работы необходимо знать единицы измерения силы тока, напряжения, сопротивления проводников; принципы последовательного и параллельного соединения проводников; методы расчета и измерения основных параметров простых электрических цепей; свойства постоянного и переменного электрического тока; электроизмерительные приборы, их устройство, принцип действия и правило включения в электрическую цепь; необходимо уметь рассчитывать и измерять основные параметры простых электрических цепей; использовать в работе электроизмерительные приборы; читать простые электрические схемы.

Выполнение данной практической работы способствует формированию профессиональных компетенций: ПК 1.1 – 1.4 и ПК 2.1 – 2.4

ОБОРУДОВАНИЕ: источник постоянного тока на 24 В, резисторы, амперметр, вольтметр, комбинированный прибор, соединительные провода.

ВРЕМЯ ВЫПОЛНЕНИЯ: 90 минут

КРАТКАЯ ТЕОРИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ:

Контроль работы электрооборудования осуществляется с помощью разнообразных электроизмерительных приборов. Наиболее распространенными электроизмерительными приборами являются приборы непосредственного отсчета. По виду отсчетного устройства различают аналоговые (стрелочные) и цифровые измерительные приборы. На лицевой стороне стрелочных приборов изображены условные обозначения, определяющие классификационную группу прибора. Они позволяют правильно выбрать приборы и дают некоторые указания по их эксплуатации.

В цепях постоянного тока для измерений токов и напряжений применяются в основном приборы магнитоэлектрической системы. Принцип действия таких приборов основан на взаимодействии магнитного поля постоянного магнита и измеряемого тока, протекающего по катушке. Угол поворота стрелки α прямо пропорционален измеряемому току I: α = КI. Шкалы магнитоэлектрических приборов равномерные. В измерительных механизмах электромагнитной системы, применяемых для измерений в цепях переменного и постоянного тока, вращающий момент обусловлен действием магнитного поля измеряемого тока в неподвижной катушке прибора на подвижный ферромагнитный якорь. Угол поворота стрелки α здесь пропорционален квадрату тока: α = КI2. Поэтому шкала электромагнитных приборов обычно неравномерная, что является недостатком этих приборов. Начальная часть шкалы не используется для измерений.

Для практического использования измерительного прибора необходимо знать его предел измерений (номинальное значение) и цену деления (постоянную) прибора. Предел измерений – это наибольшее значение электрической величины, которое может быть измерено данным прибором. Это значение обычно указано на лицевой стороне прибора в конце шкалы. Приборы с одним пределом измерения имеют на лицевой панели знак, обозначающий назначение прибора (А, V, mA, μA, mV, μV). Один и тот же прибор может иметь несколько пределов измерений.

Ценой деления прибора (постоянной прибора) называется значение измеряемой величины, соответствующее одному делению шкалы прибора. Цена деления прибора С легко определяется как отношение предела измерений AНОМ к числу делений шкалы N:

С = AНОМ / N.

На лицевой стороне стрелочных прибора указывается класс точности, который определяет приведенную относительную погрешность прибора γПР. Приведенная относительная погрешность прибора – это выраженное в процентах отношение максимальной для данного прибора абсолютной погрешности ΔА к номинальному значению прибора (пределу измерений) AНОМ:

γПР = 100 ΔА /AНОМ %.

Промышленность в соответствии с ГОСТ выпускает приборы с различными классами точности (0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,5; 2,5; 4,0). Зная класс точности прибора, можно определить допустимую (максимальную) абсолютную ΔА и относительную погрешности измерения γИЗМ, а также действительное значение измеряемой величины :

ΔА = γПР AНОМ/100; γИЗМ = 100 ΔА/А; AД = А ± ΔА.

Нетрудно сделать вывод, что относительная погрешность измерения тем больше, чем меньше измеряемая величина по сравнению с номинальным значением прибора. Поэтому желательно не пользоваться при измерении начальной частью шкалы стрелочного прибора.

Для обеспечения малой методической погрешности измерения необходимо, чтобы сопротивление амперметра было значительно меньше сопротивления нагрузки, а сопротивление вольтметра было значительно больше сопротивления исследуемого участка.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ И ФОРМА ОТЧЕТНОСТИ:

  1. Изучив паспортные характеристики стрелочных электроизмерительных приборов, заполните таблицу.

Характеристика стрелочного электроизмерительного прибора

Наименование прибора

Амперметр

Омметр

Вольтметр

Тип прибора




Система измерительного механизма




Предел измерения (номинальное значение)




Цена деления




Минимальное значение измеряемой величины




Класс точности




Допустимая максимальная абсолютная погрешность




Род тока




Нормальное положение шкалы




Допустимые параметры окружающей среды




Прочие характеристики






2. Построить график зависимости относительной погрешности измерения от

измеряемой величины γИЗМ = f (АИЗМ) для прибора, указанного преподавателем.

3. Ознакомитесь с лицевой панелью мультиметра и зарисуйте её.

4. Подготовить мультиметр для измерения постоянного напряжения. Включите электропитание стенда (автоматический выключатель QF модуля питания) и источник постоянного напряжения (выключатель SA1). Измерить значения выходных напряжений модуля питания на клеммах «+5 В», «+12 В» и «–12 В» относительно общей клеммы «┴». Результаты измерений занести в таблицу.

Клеммы

+5В

+12 В

-12 В

~12 В

Измерено





КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Для каких измерений предназначены комбинированные измерительные приборы?

2. Какой измерительный механизм используется в авометрах?

3. По каким измерительным схемам включаются авометры?

4. В чем заключаются особенности схем авометров для измерения малых и больших сопротивлений?

5. Что собой представляет класс точности омметров?

6. Как вычисляется погрешность косвенных измерений?

7. Какова связь между относительной и приведенной погрешностью прибора?

ЛИТЕРАТУРА:

  1. Синдеев Ю.Г. Электротехника с основами электроники – Ростов-на-Дону: Феникс, 2009 г.

  2. Лотерейчук Е.А. Теоретические основы электротехники – М.: ИД Форум – ИНФРА, 2009 г.



Практическая работа № 4.

РАСЧЕТ ТРЕХФАЗНЫХ ЦЕПЕЙ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: научиться выполнять расчет трехфазных цепей.

Для выполнения работы необходимо знать правила пуска, остановки электродвигателей, установленных на эксплуатируемом оборудовании; аппаратуру защиты электродвигателей; методы защиты от короткого замыкания; необходимо уметь рассчитывать параметры электрических цепей.

Выполнение данной практической работы способствует формированию профессиональных компетенций: ПК 1.1 – 1.4 и ПК 2.1 – 2.4

ВРЕМЯ ВЫПОЛНЕНИЯ: 90 минут

КРАТКАЯ ТЕОРИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ:

Цепь трехфазного переменного тока состоит из трехфазного источника питания, трехфазного потребителя и проводников линии связи между ними.

Симметричный трехфазный источник питания можно представить в виде трех однофазных источников, работающих на одной частоте с одинаковым напряжением и имеющих временной угол сдвига фаз 120˚. Эти источники могут соединяться звездой или треугольником.

При соединении звездой условные начала фаз используют для подключения трех линейных проводников A, B, C, а концы фаз объединяют в одну точку, называемую нейтральной точкой источника питания (трехфазного генератора или трансформатора). К этой точке может подключаться нейтральный провод N. Схема соединения фаз источника питания звездой приведена на рисунке 1, а.

Схемы соединения фаз источника питания: а – звездой; б – треугольником

Рис. 1. Схемы соединения фаз источника питания: а – звездой; б – треугольником

Напряжение между линейным и нейтральным проводами называется фазным, а между линейными проводами – линейным.

В комплексной форме записи выражения для фазных напряжений имеют вид:

http://electricalschool.info/uploads/posts/2011-07/1311242366_10.jpg

Соответствующие им линейные напряжения при соединении звездой:

http://electricalschool.info/uploads/posts/2011-07/1311242435_11.jpg

Здесь Uф – модуль фазного напряжения источника питания, а Uл – модуль линейного напряжения. В симметричной трёхфазной системе, при соединении фаз источника звездой, между этими напряжениями есть взаимосвязь:

http://electricalschool.info/uploads/posts/2011-07/1311242671_12.jpg

При включении фаз треугольником фазные источники питания соединяют последовательно в замкнутый контур (рисунок 1, б).

Из точек объединения источников между собой выводятся три линейных провода A, B, C, идущие к нагрузке. Из рисунка 1, б видно, что выводы фазных источников подключены к линейным проводникам, а следовательно, при соединении фаз источника треугольником фазные напряжения равны линейным. Нейтральный провод в этом случае отсутствует.

К трехфазному источнику может подключаться нагрузка. По величине и характеру трёхфазная нагрузка бывает симметричной и несимметричной.

В случае симметричной нагрузки комплексные сопротивления всех трёх фаз одинаковы, а если эти сопротивления различны, то нагрузка несимметричная. Фазы нагрузки могут соединяться между собой звездой или треугольником (рисунок 2), независимо от схемы соединения источника.

Схемы соединения фаз нагрузки

Рис. 2. Схемы соединения фаз нагрузки

Соединение звездой может быть с нейтральным проводом (см. рисунок 2, а) и без него. Отсутствие нейтрального провода устраняет жёсткую привязку напряжения на нагрузке к напряжению источника питания, и в случае несимметричной нагрузки по фазам эти напряжения не равны между собой. Чтобы их отличить, условились в индексах буквенных обозначений напряжений и токов источника питания применять прописные буквы, а в параметрах, присущих нагрузке, – строчные.

Алгоритм анализа трёхфазной цепи зависит от схемы соединения нагрузки, исходных параметров и цели расчёта.

Для определения фазных напряжений при несимметричной нагрузке, соединённой звездой без нейтрального провода, используют метод двух узлов. В соответствии с этим методом расчёт начинают с определения напряжения UN между нейтральными точками источника питания и нагрузки, называемого напряжением смещения нейтрали:

http://electricalschool.info/uploads/posts/2011-07/1311242410_1.jpg

где ya , yb , yc – полные проводимости соответствующих фаз нагрузки в комплексной форме

http://electricalschool.info/uploads/posts/2011-07/1311242426_2.jpg

Напряжения на фазах несимметричной нагрузки находят из выражений:

http://electricalschool.info/uploads/posts/2011-07/1311242360_3.jpg

В частном случае несимметрии нагрузки, когда при отсутствии нейтрального провода происходит короткое замыкание одной из фаз нагрузки, напряжение смещения нейтрали равно фазному напряжению источника питания той фазы, в которой произошло короткое замыкание.

Напряжение на замкнутой фазе нагрузки равно нулю, а на двух других оно численно равно линейному напряжению. Например, пусть произошло короткое замыкание в фазе В. Напряжение смещения нейтрали для этого случая UN = UB. Тогда фазные напряжения на нагрузке:

http://electricalschool.info/uploads/posts/2011-07/1311242360_4.jpg

Фазные токи в нагрузке, они же и токи линейных проводов при любом характере нагрузки:

http://electricalschool.info/uploads/posts/2011-07/1311242405_5.jpg

В задачах при проведении расчётов трёхфазных цепей рассматривают три варианта соединения трёхфазных потребителей звездой: соединение с нейтральным проводом при наличии потребителей в трёх фазах, соединение с нейтральным проводом при отсутствии потребителей в одной из фаз и соединение без нейтрального провода с коротким замыканием в одной из фаз нагрузки.

В первом и втором вариантах на фазах нагрузки находят соответствующие фазные напряжения источника питания и фазные токи в нагрузке определяются по приведенным выше формулам.

В третьем варианте напряжение на фазах нагрузки не равно фазному напряжению источника питания и определяется с помощью зависимостей

http://electricalschool.info/uploads/posts/2011-07/1311242360_3.jpg

Токи, в двух незакороченных фазах, определяют по закону Ома, как частное от деления фазного напряжения на полное сопротивление соответствующей фазы. Ток в закороченной фазе определяют с помощью уравнения на основании первого закона Кирхгофа, составленного для нейтральной точки нагрузки.

Для рассмотренного выше примера с коротким замыканием фазы В:

http://electricalschool.info/uploads/posts/2011-07/1311242385_6.jpg

При любом характере нагрузки трёхфазная активная и реактивная мощности равны соответственно сумме активных и реактивных мощностей отдельных фаз. Для определения этих мощностей фаз можно воспользоваться выражением

http://electricalschool.info/uploads/posts/2011-07/1311242438_7.jpg

где Uф,Iф, – комплекс напряжения и сопряжённый комплекс тока на фазе нагрузки; Pф, Qф – активная и реактивная мощности в фазе нагрузки.

Трёхфазная активная мощность: P = Pа + Pb + Pс

Трёхфазная реактивная мощность: Q = Qа + Qb + Qс

Трёхфазная полная мощность:

http://electricalschool.info/uploads/posts/2011-07/1311242454_8.jpg

При подключении потребителей треугольником схема приобретает вид, изображённый на рисунке 2, б. В этом режиме схема соединения фаз симметричного источника питания не играет роли.

На фазах нагрузки находят линейные напряжения источника питания. Фазные токи в нагрузке определяют с помощью закона Ома для участка цепи Iф = Uф/zф, где Uф – фазное напряжение на нагрузке (соответствующее линейное напряжение источника питания); zф – полное сопротивление соответствующей фазы нагрузки.

Токи в линейных проводах определяют через фазные на основании первого закона Кирхгофа для каждого узла (точки a,b,c) схемы, изображённой на рисунке 2, б:

http://electricalschool.info/uploads/posts/2011-07/1311242439_13.jpg

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ И ФОРМА ОТЧЕТНОСТИ:

Задание 1.

В трехфазную сеть с действующим значением линейного напряжения UЛ=380 В включена активная нагрузка, соединенная по схеме «звезда». Сопротивление резисторов в фазах А, В, С соответственно равны 15, 15 и 35 Ом. Определить действующие значения напряжений в фазах, если в фазе А произошел разрыв цепи. Построить векторную диаграмму токов и напряжений.

Задание 2.

В трехфазную четырехпроводную сеть с действующим значением линейного напряжения UЛ=220 В включены лампы накаливания. В каждую фазу включены параллельно по 5 ламп мощностью 60 Вт каждая. Определить линейный ток, токи в фазах, ток в нейтральном проводе, сопротивление каждой фазы, напряжение каждой фазы. Построить векторную диаграмму токов и напряжений.

Задание 3.

В трехфазную четырехпроводную сеть с действующим значением линейного напряжения UЛ=120 В включены лампы накаливания. В фазы А и С включено параллельно по 10 ламп мощностью 40 Вт каждая, а в фазу В 16 ламп по 60 Вт каждая. Определить токи через каждую лампу, сопротивление каждой лампы, ток в нейтральном проводе и полную потребляемую мощность. Как изменится ток в нейтральном проводе, если в фазе В отключить половину всех ламп.



Задание 4.

Приемник электрической энергии, соединенный по схеме «треугольник» подключен к трехфазной сети с действующим значением линейного напряжения UЛ=220 В при частоте f=50 Гц. В фазе АВ включен конденсатор емкостью С=116 мкФ, в фазу ВС резистор с сопротивлением 27,5 Ом и в фазу СА – катушка с индуктивностью L=87,5 мГн. Определить действующее значение фазных и линейных токов, полную и реактивную мощность нагрузки. Построить векторную диаграмму токов и напряжений.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

  1. Какую систему переменного тока называют трехфазной?

  2. Что такое фазное напряжение?

  3. Что такое линейное напряжение?

  4. Какая схема соединения обмоток генератора является четырехпроводной?

  5. Для чего в схеме «звезда» нужен нулевой провод?

ЛИТЕРАТУРА:

  1. Синдеев Ю.Г. Электротехника с основами электроники – Ростов-на-Дону: Феникс, 2009 г.

  2. Лотерейчук Е.А. Теоретические основы электротехники – М.: ИД Форум – ИНФРА, 2009 г.








Очень низкие цены на курсы переподготовки от Московского учебного центра для педагогов

Специально для учителей, воспитателей и других работников системы образования действуют 65% скидки при обучении на курсах профессиональной переподготовки.

После окончания обучения выдаётся диплом о профессиональной переподготовке установленного образца с присвоением квалификации (признаётся при прохождении аттестации по всей России).

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас: KURSY.ORG


Краткое описание документа:

Практические работы направлены на экспериментальное подтверждение и проверку существенных теоретических положений (законов, зависимостей и закономерностей) необходимых при освоении учебной дисциплины (профессиональных модулей).

В процессе практического занятия обучающиеся выполняют одну или несколько практических работ (опытов) под руководством преподавателя в соответствии с изучаемым содержанием учебного материала.

         Содержанием практических работ является выполнение различных практических приемов, в том числе профессиональных, работа с оборудованием, инструментами, приспособлениями и др.

         Состав заданий для практического занятия спланирован с расчетом, чтобы за отведенное время они могли быть выполнены качественно большинством обучающихся.

         Выполнению практических работ предшествует проверка знаний студентов – их теоретической готовности к выполнению задания.

         Формы организации работы обучающихся на практических работах могут быть: фронтальная, групповая и индивидуальная.

         При фронтальной форме организации работ все обучающиеся выполняют одновременно одну и ту же работу.

 

При групповой форме организации работ одна и та же работа выполняется микрогруппами по 2-5 человек.

Общая информация

Номер материала: 416153

Похожие материалы

Получите наградные документы сразу с 38 конкурсов за один орг.взнос: Подробнее ->>