Практические работы по электротехнике и элеткронике

Министерство образования и науки Самарской области

государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования Самарский техникум авиационного и промышленного машиностроения  им. Д.И. Козлова.

Методические указания

по выполнению практических работ

по дисциплине		Электротехника и электроника
для студентов		2	Курса
Специальности:	Технология машиностроения

2012г.

Рассмотрено: На заседании ПЦК общепрофессиональных  дисциплин Председатель ___________Г.В. Муракова

Утверждаю: Зам. Директора по УР _____________Н.В. Кривчун

Разработчик А. С. Губарь преподаватель ГБОУ СПО СТАПМ им.

 Д. И. Козлова

Рецензент:______________________________

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Дисциплина «Электротехника и электроника» является общепрофессиональной  для специальности «Технология машиностроения».

Программа дисциплины составлена с учетом связи с другими дисциплинами учебного плана и рассчитана на знание студентами физики и математики в объеме средней школы.

Студенты должны использовать прогрессивную методику экспериментов с применением вычислительной техники и микроэлектроники. Развитие техники связи происходит быстро, поэтому теоретическая подготовка по электротехнике и электронике должна осуществляться с общих позиций, которые остаются справедливыми при появлении новых технических решений и инженерных устройств.

Для лучшего усвоения материала, закрепления  знаний и умений на уроках проводятся практические работы , которые представлены в данных методических рекомендациях.

Раздел 1

Тема 1.1 Электрическое поле

Электрический заряд, закон Кулона, характеристики электрического поля, проводники и диэлектрики. Электрическая емкость, конденсаторы, способы соединения конденсаторов

Вопросы для самоконтроля по теме:

Закон сохранения заряда

Закон Кулона

Электрическое поле , напряженность электрического поля

Принцип суперпозиции полей

Работа сил электростатического поля

Проводники и диэлектрики

Конденсаторы

Энергия заряженного конденсатора

Раздел 2

Тема 2.1.Физические процессы в электрических цепях постоянного тока

Проводники в электрическом поле. Электростатическая индукция. Электропроводность проводников. Диэлектрики в электрическом поле. Электрические свойства диэлектриков: поляризация, электропроводность, электрическая прочность, пробой, диэлектрические потери. Электрический ток в вакууме. Свойства полупроводников: собственная и примесная проводимость полупроводников. Полупроводники р-типа, n-типа, ВАХ р-n-перехода

Вопросы для самоконтроля по теме:

- Проводники (классификация и применение)

- Диэлектрики (классификация и применение)

- Полупроводники (классификация и применение)

- Проводники и диэлектрики в электрическом поле

- Собственная и примесная проводимость полупроводников

Тема 2.2.Электрические цепи. Элементы электрических цепей

Электрическая цепь, элементы электрической цепи, классификация электрических цепей. Электрические схемы: структурные, принципиальные, электрические, монтажные, чтение электрических схем. Преобразование электрической энергии в другие виды энергии. Источник ЭДС, электродвижущая сила источника, понятие идеального, реального источников ЭДС. Устройство, принцип работы генератора постоянного тока. Схема замещения реального источника ЭДС и приемника электрической нагрузки. Закон Ома для замкнутой (полной) цепи, закон Ома для участка цепи. Энергия, мощность, баланс мощности и коэффициент полезного действия. Закон Джоуля – Ленца.

Режимы работы электрической цепи, режимы работа источников ЭДС. Электрическая цепь с изменяющейся нагрузкой. Потери напряжения в проводах. Понятие пассивных и активных элементов электрических цепей, двух-, четырехполюсники

Вопросы для самоконтроля по теме

- Электрическая цепь

- преобразование электрической энергии в другие виды энергии

- Устройство и принцип работы генератора постоянного тока

- Закон Ома для участка и для полной цепи

- Режимы работы электрической цепи

- Закон Джоуля –Ленца

- Потери в электрических цепях

Тема 2.3 Методы расчета и измерения основных параметров электрических цепей

Цели и задачи расчета электрических цепей. Неразветвленная электрическая цепь. Потенциальная диаграмма  неразветвленной электрической цепи. Метод наложения токов. Второй закон кирхгофа. Схемы соединения элементов электрических цепей. Понятие эквивалентного сопротивления. Первый закон Кирхгофа. Методы расчета электрических цепей. Приборы для измерения напряжения, тока и мощности, схемы включения измерительных приборов.

Вопросы для самоконтроля по теме:

- Последовательное, параллельное и смешанное соединение резисторов

- Первый закон Кирхгофа

- Второй закон Кирхгофа

- Метод эквивалентных преобразований схем

- Метод узловых и контурных уравнений

- Метод наложения токов

Раздел 3

Тема 3.1 Магнитное поле

Магнитное поле. Закон Ампера. Сила взаимодействия двух параллельных проводников с током. Абсолютная магнитная проницаемость, магнитная проницаемость.

Проводник с током в магнитном поле.  Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле Характеристики магнитного поля. Магнитная индукция. Магнитный поток. Магнитное потокосцепление: собственное и взаимное. Индуктивность, индуктивность собственная и взаимная. Коэффициент магнитной связи. Индуктивность катушки, двухпроводной линии. Напряженность магнитного поля. Закон полного тока.  Энергия магнитного поля катушки с током.

Вопросы для самоконтроля по теме:

- Закон Ампера (формулировка и формула)

- Сила взаимодействия двух проводников с током

- Магнитная проницаемость

- Магнитная индукция

- Магнитный поток

- Закон полного тока

Тема 3.2 Магнитные цепи

Магнитные цепи: классификация магнитных цепей, цели и задачи расчета магнитных цепей. Назначение ферромагнитного сердечника. Магнитное сопротивление. Закон Ома и законы Кирхгофа для магнитных цепей. Виды потерь в магнитных цепях. Расчет магнитных цепей: прямая и обратная задачи. Магнитные потери в катушке с ферромагнитным сердечником, их влияние на ток в катушке. Измерение магнитной индукции, магнитного потока, магнитных потерь

Вопросы для самоконтроля по теме:

- Классификация магнитных цепей.

- Назначение ферромагнитного сердечника.

- Магнитные потери

Раздел 4

Тема 4.1.Начальные сведения  о переменном токе

Явление переменного тока, получение переменной (синусоидальной) ЭДС. Принцип действия и конструкция генератора переменного тока. Уравнение и графики синусоидальной ЭДС. Векторные диаграммы Характеристики синусоидальных величин: предельное (амплитудное), действующее, среднее, мгновенное значение синусоидально изменяющихся электрических величин

Вопросы для самоконтроля по теме:

- Получение переменного тока

- характеристики переменного тока

-построение векторных диаграмм

Тема 4.2.Расчет электрических цепей переменного тока

Элементы и параметры электрической цепи переменного тока. Цепь переменного тока с активным сопротивлением: напряжение, ток, мощность, векторная диаграмма. Цепь переменного тока с индуктивностью: напряжение, ток, мощность, векторная диаграмма.

Цепь переменного тока с емкостью: напряжение, ток, мощность, векторная диаграмма. Схемы замещения реальных катушек и конденсаторов.

Вопросы для самоконтроля по теме:

- неразветвленные цепи переменного тока (построение диаграмм, расчет параметров)

- разветвленные цепи переменного тока (построение диаграмм, расчет параметров)

- Мощность в цепях переменного тока (активная, реактивная, полная -определения, формулы)

Тема 4.3.Трехфазная симметричная система ЭДС. Трехфазные цепи

Получение трехфазной симметричной системы ЭДС, способы графического представления, система уравнений, векторные диаграммы фазных и линейных ЭДС, напряжений.

Устройство, принцип работы синхронного генератора. Схемы соединения обмоток генератора. Фазные и линейные параметры. Понятие симметричных, несимметричных трехфазных цепей.

Трехфазные симметричные цепи при схеме соединения потребителя звездой, треугольником. Соотношение фазных, линейных параметров, мощность, коэффициент мощности. Расчет, построение векторных диаграмм. Трехфазные несимметричные цепи при схеме соединения потребителя звездой. Роль нулевого провода, смещение нейтрали. Расчет фазных и линейных параметров, мощности, векторные диаграммы.

Трехфазные несимметричные цепи при схеме соединения потребителя треугольником. Расчет фазных и линейных параметров, мощности, коэффициента мощности. Векторные диаграммы.

Вопросы для самоконтроля по теме:

- принцип работы синхронного генератора

- соединение нагрузки по схемам «звезда», «треугольник»

- фазные и линейные напряжения и токи (определения, формулы)

-Мощность в трехфазных цепях (определение, формула)

Тема 4.4 Общие сведения об электрическом и электромеханическом оборудовании

Электротехнические устройства для преобразования электрической энергии: электродвигатели станков и механизмов; виды механических передач движения. Осветительные установки; нагревательные установки, их устройство, принцип действия, основные характеристики, правила эксплуатации. Аппараты защиты: автоматические выключатели и предохранители, их назначение, устройство, принцип срабатывания, основные характеристики, степень защиты, условия выбора.

Коммутационные аппараты. Автоматическое регулирование: структура системы автоматического регулирования

Вопросы для самоконтроля по теме:

- асинхронные двигатели (устройство, основные характеристики, принцип работы)

- синхронные генераторы (устройство, основные характеристики, принцип работы)

- предохранители (устройство, основные характеристики, принцип работы)

- машины постоянного тока (устройство, основные характеристики, принцип работы)

Раздел 5

Тема 5.1 Полупроводниковые приборы и устройства

Общие сведения о полупроводниках: электропроводность полупроводников; контактные явления в полупроводниках; электронно-дырочный p-n переход, вольтамперная характеристика (ВАХ) p-n перехода. Полупроводниковые приборы: диоды, транзисторы, тиристоры, их характеристики, классификация, области применения. Основные характеристики, области применения полупроводниковых устройств: выпрямители; инверторы; стабилизаторы напряжения; сглаживающие фильтры

- диоды (устройство, основные характеристики, принцип работы)

- генератор электрического сигнала(устройство, основные характеристики, принцип работы)

- биполярные и полевые транзисторы(устройство, основные характеристики, принцип работы)

Практическая работа №1

Тема: Расчет сложных электрических цепей

Цепь постоянного тока состоит из смешанного соединения пятирезисторов. В таблице в строке, соответствующей номеру Вашего варианта, задан номер рисунка и исходные данные.Определите общее напряжение и все токи, протекающие в цепи. Решение задачи проверьте, составив баланс мощностей. Перед решением задачи укажите направления токов на схеме и обозначьте их.

Вари­ант	Номер рисун ка	Е	Ri	R1	R2	R3	R4	R5
		В	Ом	Ом	Ом	Ом	Ом	Ом
1	1	120	1	19	60	60	40	6
2	2	96	1,5	30	120	40	90	180
3	3	104	2	20	80	40	150	100
4	4	160	2	36	12	36	18	15,6
5	5	84	2	17,5	30	90	60	16
6	6	276	2	75	150	100	20	60
7	7	60	1,5	54	12	30	6	9
8	8	75	1	18	18	8	8	5
9	1	96	1	36	18	11	24	12
10	2	27	1	40	160	28	120	49

рис 1

рис. 2

рис 3

рис. 4

рис.5

рис 6

рис 7

рис 8

УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ №1

Выполнения задания №1 требует знания основных законов пос тинного тока, производных формул этих законов и умение применить их для расчёта электрических цепей со смешанным соединением резисторов.

Методику и последовательность действий рассмотрим на конкретном примере. Задана схема цепи и значения сопротивлений резисторов:

R1=30Ом

R2=20 Ом

R3=30 Ом

R4,=50 Ом

И мощностью цепи Р=320Вт

Определить:

1. Эквивалентное сопротивление цепи . Rэкв;

2. Токи, проходящие через каждый резистор решение проверить

применяя первый закон Кирхгофа.

Порядок выполнения:

Дано:

R1=30Ом

R2=20 Ом

R3=30 Ом

R4,=50 Ом

Р=320 Вт

Найти: Rэкв?I1? I2?I?

3.Находим эквивалентное сопротивление для резисторов R1 и R2, используем формулу для параллельного соединения резисторов.

4. Находим эквивалентное сопротивление всей цепи

Rэкв= R1-2 +R3+ R4, т.к. они соединяемы последовательно.

5. Выпишем формулу мощности: P=, I=

6. Определим значения напряжения на параллельном соединении резисторов R1, R2;  U1,2=I R1-2

7. Следовательно, зная напряжение на параллельном участке (R1, и R2)цепи можно найти токи ветвей по закону Ома:

I1= 

I2=

8. По первому закону Кирхгофа проверяем правильность решения задачи: I=I1+I2

Используя порядок выполнения, подставляя числовые значения, определяем все неизвестные к своему варианту.

Практическая работа №2

1.     Тема: Расчет характеристик магнитного поля

Два параллельных провода одинаковой длинны L подвешены на

опорах в воздухе (относительная магнитная

проницаемость µ=1) Расстояние между проводами А причем L»А, по одному

проводу проходит ток I1. а по другому I2  .В результате возникновения магнитных полей на провода будут

действовать равные по величине электродинамические силы

Определить величины электродинамических сил F1  F2-Перечертить рисунок и показать на нём направление действие этих сил, объяснив, как это определяется.

Числовые значения всех величин к данному заданию приводятся в таблице

Номер  варианта	I1 A	I2 A	A м	L м	Номер  варианта	I1 A	I2 A	A, м	L, м
01	90	50	0,70	90	09	30	120	0,80	110
02	80	45	0,65	80	10	20	100	0,75	100
03	70	40	0,60	70	11	50	100	0,50	140
04	60	30	0,55	60	12	100	50	0,60	200
05	50	20	0,50	50	13	120	150	0,55	150
06	100	40	1,00	100	14	200	100	0,45	130
07	80	30	0,90	80	15	150	120	0,65	120
08	50	50	0,85	50	16	100	200	0,45	150

УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ №2

Магнитное поле характеризуется напряженностью и магнитной индукцией.

В- магнитная индукция поля(Тл) определяется формулой:

В=µ0Н

µ0—магнитная проницаемость (Генри/метр—Гн/м).

Н— Напряженность магнитного поля (А/м)

 µ0= 4П10^-7 Гн/м ( для воздуха)

Вокруг проводника с током создается магнитное поле. Если поместить два проводника с током на некоторое расстояние друг от друга, то в результате взаимодействия их магнитных полей на каждый провод действуют электродинамические силы, равные по значению.

На 1-ый провод действует электродинамическая сила F1  направление которой мы определяем правилом левой руки (как показано на рисунке). На второй провод действует силаF₂, соответственно, значение их определяются формулой: F1=F₂= µ0.I1I2L/2П) (П=3,14) Где : ]1и]₂—токи в проводах (А)

L—длина параллельных проводов (м)

A— расстояние между проводами (м) Используя числовые данные приложение по номеру своего варианта, производим вычисление и показываем графически.

Практическая работа №3

Тема: Расчет параметров переменного поля

 Дана временная диаграмма тока и напряжения одной частоты. Определите по ней: мгновенные значения u, i в момент , максимальные значенияt U_m ,  I_m , начальные фазы ψ_u ,ψ_i  , сдвиг фаз φ, период Т. Вычислите угловую w и циклическую f частоты. Запишите уравнения для мгновенных значение тока и напряжения

Вариант №	Рисунок №
1	1
2	2
3	3
4	4
5	5
6	6
7	7
8	8
9	9
10	10

рисунок 1

рисунок 2

рисунок 3

рисунок 4

рисунок 5

рисунок 6

рисунок 7

рисунок 8

рисунок 9

рисунок 10

УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ №3

Решение этой задачи требует умения определять основные параметры переменного тока. К основным параметрам относятся:

- максимальное значение U_m ,I_m;

- мгновенное значение i=I_m u= U_m

- действующие значения U= U_m/ ; I= I_m/

- период Т- время одного полного колебания;

- циклическая частота f=1/T;

- угловая частота w=2πf;

- начальная фаза ψ- угол между началом координат на временной диаграмме и началом колебания.

Угол ψ положителен, когда синусоидальная функция смещена влево относительно начала координат. Если график функции смещен вправо от начала координат, то угол ψ, имеет отрицательный знак.

- сдвиг фаз φ=ψ_u-ψ_i – разность начальных фаз двух синусоидальных величин

Пример решения задачи: Даны временные диаграммы тока и напряжения. Определить по ним: мгновенные значения тока и напряжения в момент времени t=50 мкс, максимальные значения, начальные фазы, действующие значения, сдвиг фаз, период. Вычислите угловую и циклическую частоты. Запишите уравнения мгновенных значений тока и напряжения

1. Максимальные значения напряжения и тока:

U_m = ЗВ ;  I_m = 20 мА .

2. Мгновенные значения напряжения и тока в момент  t= 50 мкс:

u (t) =2,5 В;      i(t)= 10мА.

3. Начальные фазы напряжения и тока:ψ_u=  60°    ψ_i=-30°.

4. Для определения характера цепи вычисляют сдвиг фаз между напряжением и током (а не наоборот):φ= ψ_u-ψ_i=60-(-30)= 90°

напряжение опережает, ток на угол = 90°.

5. Период Т = 400 - 100 = 300 мкс .

6. Циклическая частота f=1/T= 3333,3 Гц = 3,3 кГц .

т  зоо ю-⁶ 300

7. Угловая частота w=2πf= 209331,24  рад/с. Величины f ,w Т у тока и напряжения одинаковы.

8. Уравнения i = f(t), u= f(t)

u = 3sin (209331t +60°), В ,  i = 20sin (209331t-30°),мА.

9. Действующие значения напряжения и тока: U=U_m/=2.13 B,       I=I_m/=14.2 мА

Практическая работа №4

1.         Тема: Расчет неразветвленной цепи переменного тока

Для неразветвленной цепи переменного тока с активными и индуктивными сопротивлениями определить величины, которые не даны в условиях задачи: (Приложение 3)

Z-полное сопротивление, Ом

I- ток в цепи, А

U- напряжение, приложенное к цепи, В

Y- угол сдвига фаз между током и напряжением.

S- полная мощность, ВA

P- Активная мощность, Вт

Q- реактивная мощность, Вар

Приложение 3

Номер варианта	R1	R2		XL1	XL2	U,I,S,P,Q	Найти
01	24	-		32	-	U=80B	I,S,P,Q
02	30	34		48	-	I=2A	S,P,Q, U
03	15	25		20	10	S=450BA	U,I, P,Q
04	30	20		9	-	U=60B	I,S,P,Q
05	40	-		10	20	Q=120Baр	U,I,S,P
06	3	-		4	-	I=4A	U, S,P,Q
07	50	30		60	-	U=200B	I,S,P,Q
08	40	24		30	18	P=256Bт	U,I,S, Q
09	60	15		16	-	S=180BA	U,I, P,Q
10	24		-	20	12	Q=128 Baр	U,I,S,P

УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДЕНИЯ№3

Выполнения задания №3 требует основных понятий о переменном токе, о параметрах характеризующих переменный ток:

- Мгновенные значения переменного тока, напряжение и ЭДС;

- действующие значения переменного тока, напряжение и ЭДС;

- Сдвиг фаз между током и напряжением;

- Начальная фаза;

-Период и частота тока.

Необходимо понимать процессы, происходящие в неразветвленной цепи с последовательными соединениями активного и реактивных (индуктивного и ёмкостного) сопротивлений, буквенные обозначения, формулы и построения векторной диаграммы.

Пример решения задачи: Неразветвленная цепь переменного тока состоит из двух индуктивных и одного активного сопротивления: R=2Ом, XL1=4Ом,, XL2=4 Ом, подведенное напряжение U=220B. Определить полное сопротивление цепи Z; cosφ ; sinφ; S; P; Q; I?

1.     Чертим схему неразветвленной цепи переменного тока

2. . Находим полное сопротивление цепи по формуле:

Z=

R=2Ом

XL =XL1 + XL2=8 Ом

Xс=0

Следовательно, подставив числовые значения, находим Z =8,24 Ом.

3.  По закону Ома для цепи переменного тока определяем ток цепи: I==26.8 A

Для расчета значений мощностей, используем материал учебника

М.В.Немцов  Электротехника и электроника М.; Издательский дом «Академия», 2009, Ст. 104-106

a) Полная мощность: S=UI=5896 BA

b) Активная мощность: P=UI cosφ=1415 Bt

cosφ==0.24

          c) Pеактивная мощность Q= UI sinφ=5724 Вар

sinφ==0.97

Обратите внимание: сначала пишем формулу, затем подставляем полученные значения электрических величин, вычисляем и пишем ответ с единицами измерения.

При построении векторных диаграмм следует исходить из следующих условий:

1. Ток одинаков, т.к цепь неразветвленная

2. При прохождении тока создается падение напряжения на каждом участке:

3. На активном UR=IR=53.6 B

4. На индуктивном UL=IXL=214.4 B

Практическая работа №5

1.         Тема: Расчет параметров трансформатора

Однофазный трансформатор включен в сеть с часто­той тока 50 Гц. Номинальное вторичное напряжении U_2н.  коэф­фициент трансформации k (табл.). Определить число витков в обмотках w₁ и w₂, если в стержне магнитопровода трансформатора сечением Q_СТ максимальное значение магнитной индукции B_шах. Ко­эффициент заполнения стержня сталью k_с =0.95.

Параметр	Варианты
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
U2н,В	230	400	680	230	230	400	400	680	230	230
k	15	10	12	8	10	6	8	12	14	8
QСТ ,м2	0,049	0,08	0,12	0,18	0,065	0,08	0,12	0,076	0,06	0,085
Втах, Тл	1,3	1,6	1,8	1,3	1,4	1,5	1,2	1,3	1,5	1,2

л

УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ №4

1. Максимальное значение основного магнитного потока Ф_шах= B_шах Q_СТ k_с

2.. Число витков во вторичной обмотке трансформатора w₂= U_2н/(4,44f Ф_шах)

3. Количество витков в первичной обмотке w₁= w₂ k

Практическая работа №6

Тема: Расчет характеристик асинхронного двигателя

Асинхронный электродвигатель, работая в номинальном режиме, имеет следующие технические данные:

n1- частота вращения магнитного поля статора (об/мин)

n2-частота вращения ротора (об/мин)

p- число пар полюсов;

S- скольжение

f- частота тока питающей сети, Гц

Используя числовые данные (приложение 4) по номеру своего варианта вычислите неизвестные.

Приложение 4

Номер варианта	n1 об/мин	n2 об/мин	p	S	F Гц
01			1	0.6	50
02	3000		2	0.5
03		1440	2		50
04		1000	4	0,2
05	1500		2	0,4
06	750	750	4		50
07	500	490			50
08	1500		6	0,4
09	2800	500			50
10	3000	2800	1		50

УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ №6

Для выполнения задания используем материал учебника

М.В.Немцов  Электротехника и электроника М.; Издательский дом «Академия», 2009, Ст. 179-184.

Для решении задачи воспользуемся формулой: S=, где

S – скольжение (изменяется от 0,01 до 0,6 или 1 до 6% и возрастает при увеличении нагрузки электродвигателя)

По этому частота вращения ротора всегда меньше частоты вращения магнитного поля статора.

Причем: n1=, n2= n1(1-S)

Если в задаче число полюсов равно 6, то число пар р=3

Практическая работа №7

1.     Тема: Расчет характеристик синхронного генератора

Параметры трехфазного синхронного генератора приведены в таблице: номинальное (линейное) напряжение на выходе U_1ном при частоте тока 50 Гц, обмотка статора соединена «звездой», номи­нальный ток статора I_1ном, КПД генератора при номинальной на­грузке η_Н0М, число полюсов 2р, мощность на входе генератора P_1ном, полезная мощность на выходе генератора Р_ном, суммарные потери в режиме номинальной нагрузки ΣР_ном , полная номинальная мощ­ность на выходе S_ном, коэффициент мощности нагрузки, подклю­ченной к генератору, соsφ_1ном, вращающий момент первичного дви­гателя при номинальной загрузке генератора М_1ном. Требуется оп­ределить параметры, значения которых в таблице не указаны.

Параметр	Варианты
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Sном, кВА	330		270	470		600	780	450	700	500
U1ном, кВ	6,3	3,2	0,4		0,7	3,2	6,3	0,4		3,2
ηН0М %	92			91	90	93			93	92
2р	6	8		6	10	12	6		6	10
Рном, кВт			206				667,4	369,5
ΣРном кВт		27	18
соsφ1ном	0.9		0,85	0,9-		0,92		0,9	0,92	0,85
I1ном А		72,2		43,1	190				64,2
P1ном кВт		340			190		717,6
М1ном, Нм								7735

УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ №5

Для выполнения задания используем материал учебника

М.В.Немцов  Электротехника и электроника М.; Издательский дом «Академия», 2009, Ст. 205-214.

Для решении задачи воспользуемся формулами:

- коэффициент мощности соsφ_1ном = Р_ном / S_ном,;

- КПД генератора η_Н0М= Р_ном/ P_1ном;

- уравнение баланса мощностей  P_1ном= Р_ном+ ΣР_ном

- ток статора в номинальном режиме I_1ном= S_ном/( U_1ном)

- синхронная частота вращения n₁=f₁60/p

- момент приводного двигателя  М_1ном=9,55*10³ P_1ном/ n₁

Практическая работа №8

Тема: Выбор диода для схем включения однополупериодного выпрямителя

Для однополупериодного выпрямителя необходимо  выбрать диоды по таблице Приложение.

Пример решения:

Дана мощность потребителя P=250 Вт, напряжение потребителя U=100 B

1.         Определим  ток потребителя I=P/U=250/100=2.5A

Полупроводниковые диоды обладают односторонней проводимостью электрического тока и применяются в качестве электрических вентелей в выпрямителях

2.           Найдем напряжение на диоде в закрытом состоянии (обратное)

U_o=π U=3,14*100=314В

3.           По данным I=2.5A , U_o=314B, подберем диод Д232, у которого

 I_доп=10А> I=2,5А; и U_oбр=400В> U_o=314В

Номер варианта	U, В	Р, Вт
01	100	1000
02	50	500
03	100	250
04	100	750
05	20	100
06	100	50
07	100	25
08	100	20
09	100	100
10	100	200

Приложение

Тип диода	Iдоп ,А	Uoбр,В
Д205	0,4	400
Д207	0,1	200
Д209	0,1	400
даю	0,1	500
Д211	0,1	600
Д214	5	100
Д214А	10	100
Д214Б	2	100
Д215	5	200
Д215А	10	200
Д215Б	2	200
Д233	10	500
Д233Б	5	500
Д234Б	5	600
Д242	5	100
Д242А	10	100
Д242Б	2	100
Д244А	10	50
Д244Б	2	50
Д302	1	200
Д243	5	200
Д243А	10	200
Д243Б	2	200
Д217	0,1	800
Д218	О.1	1000
Д221	0,4	400
Д222	0,4	600
Д224	5	50
Д224А	10	50
Д224Б	2	50
Д226	0,3	400
Д226А	0,3	300
Д231	10	300
Д231Б	5	300
Д232	10	400
Д232Б	5	400
Д244	5	50
ДЗОЗ	3	150
Д304	3	100
Д305	6	50.

Практическая работа №9

Тема: Расчет характеристик электронного генератора

На выходе выпрямителей имеют место значительные пульсации напряжения. Коэффициент пульсации выпрямленного напряжения уменьшают фильтрами: LC –фильтрами, RC – фильтрами, Г-образными фильтрами, а также включением конденсатора определенной емкости.

Для выполнения задания используем материал учебника

М.В.Немцов  Электротехника и электроника М.; Издательский дом «Академия», 2009, Ст. 334-342.

Пример решения задачи: Для сглаживания пульсации на выходе однополупериодного выпрямителя включен конденсатор емкостью C=12 мкФ напряжением на вторичной обмотке трансформатора U2 =230 В, частота тока сети f=50 Гц, среднее значение тока Iср=30 мА. Определить наибольшее значение пульсации K?

Решение:

1.Определяем максимальное напряжение на вторичной обмотке трансформатора Umax= U2 =325 B

2. Определяем время разряда конденсатора:

t= =0.02 c

3.Количествоэлектричества, которое отдает конденсатор при разрядке:

q=Iсрt=0.0006 Кл

4.Определяем величину понижения напряжения: ∆U= =50B

5. Тогда наибольшее значение пульсации: К=∆U/2=25В

Задача: Для сглаживания пульсации на выходе однополупериодного выпрямителя включен конденсатор емкостью C, напряжением на вторичной обмотке трансформатора U2, частота тока сети f, среднее значение тока Iср. Определить наибольшее значение пульсации K? . Решите задачу, подставляя данные своего варианта (приложение 5)

Приложение 5

Номер Варианта	С мкФ	U2 В	F Гц	Iср А	K В
01	10	200	50	0,01
02	12	205	50	0,015
03	13	210	50	0,02
04	14	220	50	0,025
05	15	260	50	0,03
06	16	230	50	0,04
07	17	180	50	0,05
08	18	160	50	0,06
09	19	150	50	0,08
10	20	240	50	0,09

Список литературы

1.           М.В.Немцов  Электротехника и электроника, М.: Издательский дом «Академия», 2009

2.           Б. И. Петленко, Ю. М. Иньков Электротехника и электроника, М.: Издательский дом «Академия», 2009

3.           В. И. Полещук Задачник по электротехнике и электронике, М.: Издательский дом «Академия», 2009

4.           Б. И. паначевный Курс электротехники Ростов-на- Дону «Феникс2 2002