Электронный образовательный ресурс: Сборник методических пособий к выполнению практических работ по дисциплине"Электротехника"
методическая разработка

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по выполнению практических работ

ОП.03   Электротехника.

Белгород, 2023 г.

Булгаков С.С., преподаватель спец. дисциплин ОГАПОУ « БСК»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Методические указания по выполнению практических работ по дисциплине «Электротехника» составлены на основе рабочей программы и предназначены для реализации государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности среднего профессионального образования 08.02.09  Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий. Учебной программой предусмотрено 30 часов на подготовку студента.

Дидактические цели работы состоят в том, чтобы:

научить студентов добывать знания из различных источников;

1. способствовать формированию навыков и умений, необходимых будущим специалистам;

2. повысить ответственность студентов за свою профессиональную подготовку, формирование личностных и профессионально – деловых качеств;

3. формировать у студентов профессиональное мышление на основе самостоятельной работы над выполнением индивидуальных творческих заданий

Введение

Методические рекомендации предназначены для улучшения усвоения учебного материала по дисциплине «Электротехника». Рекомендации необходимы на уроках для контроля знаний и дома для выполнения домашних заданий.

Работа с методическими рекомендациями заключается в том, что после того, как соответствующая тема изучена по учебнику или другим учебным пособиям, эту тему необходимо закрепить и проверить свои знания. Для этого выполняются задания по каждой теме. Если большая часть заданий по теме выполняются правильно, то можно считать, что материал был хорошо усвоен.

Критерии оценки практической работы студентов.

Качество выполнения практических работ обучающихся оценивается по средствам текущего контроля студентов с использованием балльно - рейтинговой системы. Текущий контроль ПР – это форма планомерного контроля качества и объёма приобретаемых студентом компетенций в процессе изучения дисциплины, проводится на практических занятиях и во время консультаций преподавателя.

Максимальное количество баллов практической работы по каждому виду задания, обучающиеся получает, если:

1.        Оценка (5 отл.) ставиться учащемуся, если студент выполнен практическую работу в полном объёме, даёт правильные формулировки, точные определения, понятия терминов, ответы на контрольные работы;

Может обосновать свой ответ, привести необходимые примеры;

Правильно отвечает на дополнительные вопросы преподавателя, имеющие целью выяснить степень понимания студентом данного материала.

2. Оценка (4 хор.) ставиться учащемуся, если обстоятельно с достаточной полнотой выполняет все пункты методического пособия 70-80%;

2.1. были выполнены все задания по методическому пособию.

2.2. при изложении были допущены 1-2 несущественные ошибки, которые он исправляет после замечания преподавателя;

2.3. даёт правильные формулировки, точные определения, терминов;

2.4. может обосновать свой ответ, привести необходимые примеры;

2. 5. правильно отвечает на дополнительные вопросы преподавателя, имеющие целью выяснить степень понимания студентом данного материала.

3. Оценка (3 удовл.) ставиться учащемуся, если студент получает 50~69% от максимального количества баллов, когда:

1.        неполно (не менее 50% от полного), но правильно изложено задание;

2.        при изложении была допущена 1 существенная ошибка;

3.        знает и понимает основные положения данной темы, но

допускает неточности в формулировке понятий;

4.        излагает выполнение задания недостаточно логично и последовательно;

5.        затрудняется при ответах на вопросы преподавателя.

49% и менее от максимального количества баллов студент получает, если:

1.        неполно (менее 50% от полного) изложено задание;

2.        при изложении были допущены существенные ошибки.

Если рейтинговый показатель студента составляет:

1.        максимальное количество баллов 81-100%, то студент на при выполнении практических работ претендует на оценку "отлично";

2.        70-80% от максимального количества баллов, то студент претендует на оценку "хорошо";

3.        50-69% от максимального количества баллов, то студент претендует на оценку "удовлетворительно";

4.        49% и менее, то студент практические работы не защитил.

Темы по практической работе студентов  по  дисциплине «Электротехника».

специальность: 08.02.09 Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий.

Практическая работа №1

Расчёт цепи постоянного тока методом эквивалентных сопротивлений.

1. Цель работы 

Приобретение практических навыков расчёта электрической цепи постоянного тока с одним источником энергии

2. Обеспечивающие средства

1. Методические указания по выполнению практической работы;

2. Калькуляторы

3. Литература

1. В.С.Попов «Теоретическая электротехника», §§ 2.2-2.4

2. Ф.Е.Евдокимов «Теоретические основы электротехники», § 4.4

4. Задание

К электрической цепи R1 – R8 (рис.1) подведено постоянное напряжение U. Определить напряжение на каждом участке U1, U2…U8, силу тока  I1, I2…I8  и мощность на каждом участке  Р1, Р2…Р8  и общую мощность всей нагрузки Р. 

Правильность решения проверить составлением баланса мощностей Р= Р1+Р2+…+Р8  .

Данные своего варианта взять из таблицы 1.

Рисунок 1 – Схема электрической цепи.

5. Технология работы

        1. Записать номер работы, тему, номер варианта, данные своего варианта.

2. Изобразить схему электрической цепи в соответствии с данными своего варианта.

3. Указать на схеме положительные направления токов в ветвях.

4. Определить эквивалентное сопротивление цепи.

5. Определить напряжение и ток каждого участка электрической цепи. Расчёт  начинать с последнего этапа преобразования, определяя тип соединения участков (последовательно или параллельно) и используя свойства соединений о равенстве токов при последовательном соединении участков или равенстве напряжений при параллельном соединении.  

6. Определить мощность всей нагрузки и каждого участка и составить баланс мощностей.  

6. Требования к отчёту

1. Схему электрической цепи выполнять с применением чертёжных инструментов.

2. Вычисления начинать с записи  расчётных формул в общем виде.

3. Размеры величин указывать в системе СИ.

7. Контрольные вопросы  

1. Что называют последовательным соединением резисторов?

2. Что называют параллельным соединением резисторов?

3. Перечислить свойства последовательного соединения резисторов.

4. Перечислить свойства параллельного соединения резисторов.

5. Как определяется эквивалентное сопротивление при последовательном соединении резисторов?

6. Как определяется эквивалентное сопротивление при параллельном соединении двух резисторов?

7. На каком из двух последовательно соединенных, разных по величине резисторов, будет больше падение напряжения?

8. В какой из двух параллельных ветвей, имеющих разное сопротивление, будет больше ток?

Таблица 2

Практическая работа №2

Расчёт цепей постоянного тока методом наложения.

1. Цель работы 

Приобретение практических навыков расчёта сложной  электрической цепи постоянного тока методом наложения

2. Обеспечивающие средства

2.1. Методические указания по выполнению практической работы;

2.2. Калькуляторы

3. Литература

3.1. В.С.Попов «Теоретическая электротехника», § 2.10

3.2. Ф.Е.Евдокимов «Теоретические основы электротехники», § 5.2

4. Задание

Для схемы, номер которой указан в задании соответствующего варианта, определить токи в ветвях. Данные для расчетов (по вариантам) взять из таблицы 2.  Правильность решения проверить по первому закону Кирхгофа.

Направление ЭДС источника смотреть по таблице исходных данных 2.

5. Технология работы

        1. Записать номер работы, тему, цель, данные своего варианта.

2. Изобразить схему электрической цепи в соответствии с данными своего варианта. Направление ЭДС указывать в соответствии с заданием (Таблица 6.1)

3. Изобразить схему электрической цепи с источником Е1; указать направление частичных токов, создаваемых первым источником I1′,  I1′,  I3′; определить частичные токи  от действия первого источника I1′,  I1′, I3′.

4. Изобразить схему электрической цепи с источником Е2; указать направление частичных токов, создаваемых вторым источником I1′′,  I2′′,  I3′′; определить частичные токи от действия второго источника I1′′,  I2′′,  I3′′.

5. Определить полные токи в ветвях как алгебраическую сумму частичных токов.

6. Указать на исходной схеме действительные направления токов.

7. Проверить правильность решения по первому закону Кирхгофа.

8. Определить режим работы каждого источника ЭДС (генераторный или потребителя). Составить баланс мощностей.

Таблица 3

6. Требования к отчёту

1. Схему электрической цепи выполнять с применением чертёжных инструментов.

2. Вычисления начинать с записи  расчётных формул в общем виде.

3. Размеры величин указывать в системе СИ.

7. Контрольные вопросы  

1. Область применения метода наложения.

2. Понятие частичного тока.

3. Определение полных токов в ветвях по методу наложения.

4. Эквивалентное сопротивление при последовательном и параллельном соединении сопротивлений.

5. Свойства последовательного и параллельного соединения сопротивлений.

6. Мощность приёмника электрической энергии.

7. Мощность источника ЭДС.

Практическая работа №3

Расчёт электрических цепей методом узловых и контурных уравнений.

1. Цель работы 

Приобретение практических навыков расчёта электрической цепи постоянного тока с помощью законов Кирхгофа и составления баланса мощностей

2. Обеспечивающие средства

1. Методические указания по выполнению практической работы;

2. Калькуляторы

3. Литература

1. В.С.Попов «Теоретическая электротехника», § 2.1

2. Ф.Е.Евдокимов «Теоретические основы электротехники», § 4.1

4. Задание

Для схемы, показанной на рисунке 5 и адаптированной к данным вашего варианта, определить токи I и мощности P на всех участках электрической цепи.

Правильность решения проверить составлением баланса мощности ∑Pист = ∑Р. 

Данные для расчетов (по вариантам) взять из таблицы 3.

Рисунок 5 – схема электрической цепи.

5. Технология работы

        1. Записать номер работы, тему, номер варианта, данные своего варианта.

2. Изобразить схему электрической цепи в соответствии с данными своего варианта.

3. Проанализировать структуру электрической цепи (узлы, ветви, контуры), выбрать и указать на схеме положительные направления токов в ветвях.

4. Составить систему уравнений по законам Кирхгофа.

5. Решить систему уравнений. Определить значения токов в ветвях и действительные  направления токов.

6. Сделать проверку решения по первому закону Кирхгофа.

7. Вычислить мощности приёмников электрической энергии, а также мощности источников ЭДС.

8. Составить баланс мощностей, учитывая режим работы источников ЭДС (генераторный или потребителя).

6. Требования к отчёту

1. Схему электрической цепи выполнять с применением чертёжных инструментов.

2. Вычисления начинать с записи  расчётных формул в общем виде.

3. Размеры величин указывать в системе СИ.

Таблица 4

7. Контрольные вопросы  

1. Определение узла электрической цепи.

2. Определение ветви электрической цепи.

3. Определение контура электрической цепи.

4. Сформулируйте первый и второй законы Кирхгофа.

5. Порядок расчета электрических цепей методом узловых и контурных уравнений.

Практическая работа №4

Расчёт электрических цепей методом контурных токов.

1. Цель работы 

Приобретение практических навыков расчёта сложной  электрической цепи постоянного тока методом контурных токов

2. Обеспечивающие средства

2.1. Методические указания по выполнению практической работы;

2.2. Калькуляторы

3. Литература

3.1. В.С.Попов «Теоретическая электротехника», § 2.9

4. Задание

Составить уравнения по методу контурных токов и определить токи во всех ветвях схемы (рисунок 6), если

J1 = 1 мА; J2 = 2 мА; J3 = 3 мА;

R4 = 4 kОм; R5 = 5 kОм; R6 = 6 kОм; R7 = 7 kОм; E4 = 27 B.

Рисунок 6 – Схема электрической цепи.

5. Решение:

6. Требования к отчёту

6.1. Изобразить схему электрической цепи с применением чертёжных инструментов.

6.2. Вычисления начинать с записи  расчётных формул в общем виде.

6.3. Размеры величин указывать в системе СИ.

7. Контрольные вопросы  

1. Какое число контуров данной схемы учитывается в методе контурных токов?

2. В чем заключается метод контурных токов?

Практическое занятие №5

Тема:  Расчёт электрических цепей с двумя узлами методом узлового напряжения.

1. Цель работы 

Приобретение практических навыков расчёта сложной  электрической цепи постоянного тока методом узлового напряжения

2. Обеспечивающие средства

2.1. Методические указания по выполнению практической работы;

2.2. Калькуляторы

3. Литература

3.1. В.С.Попов «Теоретическая электротехника», § 2.9

4. Задание

Для схемы, показанной на рисунке 7, определить токи в ветвях и падения напряжений на сопротивлениях нагрузки. Правильность решения задачи проверить составлением баланса мощности. Данные для расчетов (по вариантам) взять из таблицы 5.1.

Направление ЭДС источника смотреть по таблице исходных данных 5.1.

Рис. 5.1

Рисунок 7 – Схема электрической цепи.

Таблица 5

5. Технология работы

        5.1. Записать номер работы, тему, цель, данные своего варианта.

5.2. Изобразить схему электрической цепи в соответствии с данными своего варианта.

5.3. Выбрать положительное направление узлового напряжения UAB, указать соответствующие положительные направления токов в ветвях.

5.4. Определить проводимости ветвей.

5.5. Составить уравнение узлового напряжения UAB= с учётом направлений ЭДС источников, найти значение узлового напряжения.

5.6. Определить токи в ветвях Ii= (Ei-UAB)·Gi.

5.7. Указать на схеме действительные направления токов. Проверить правильность определения токов по первому закону Кирхгофа.

5.8. Определить режим работы каждого источника ЭДС (генераторный или потребителя).

5.9. Составить баланс мощностей.

6. Требования к отчёту

6.1. Изобразить схему электрической цепи с применением чертёжных инструментов.

6.2. Вычисления начинать с записи  расчётных формул в общем виде.

6.3. Размеры величин указывать в системе СИ.

7. Контрольные вопросы  

7.1. Область применения метода узлового напряжения.

7.2. Формула узлового напряжения.

7.3. Знаки ЭДС в формулах узлового напряжения.

7.4. Положительные направления токов ветвях.

7.5. Как определяются проводимости ветвей?

7.6. Как определяются токи в ветвях через проводимости ветвей?

7.7. Первый закон Кирхгофа.

Практическая работа №6

Тема: Расчет цепи со смешанным соединением конденсаторов.

Цель работы: закрепить навыки расчета электрических цепей с конденсаторами с учетом особенностей их последовательного и параллельного соединения.

Обеспеченность занятия (средства обучения):

− Методические указания по выполнению практической работы;

− Калькулятор;

Инструкция по выполнению практической работы.

1.  Начертите схему согласно своему варианту (таблица 6).
2.  Используя значения таблицы 6, запишите исходные данные согласно своему варианту.
3. Рассчитайте емкость электрической цепи.
4.  Рассчитайте заряд электрической цепи и заряд каждого конденсатора.
5.  Рассчитайте энергию электрической цепи и энергию каждого конденсатора.
6. Поясните с помощью логических рассуждений характер изменения электрической величины, заданной в таблице (увеличивается, уменьшается, останется без изменений) если один из конденсаторов замкнуть накоротко или выключить из схемы.

Таблица 6 – Исходные данные

Контрольные вопросы.

1. Что называется электрической емкостью конденсатора? В каких единицах она измеряется и от чего зависит?
2. Какие свойства имеют электрические схемы параллельного соединения конденсаторов?
3. Какие свойства имеют электрические схемы последовательного соединения конденсаторов?
4. В каких случаях применяют параллельное соединение конденсаторов?

Практическая работа №7 

Тема: Ознакомление со схемой неразветвленной цепи переменного тока с активным сопротивлением, индуктивностью и емкостью.

1. Цель работы 

Приобретение практических навыков расчета неразветвленных цепей переменного тока и построения векторных диаграмм

2. Обеспечивающие средства

2.1. Методические указания по выполнению практической работы;

2.2. Калькуляторы

3. Литература

3.1. В.С.Попов «Теоретическая электротехника», §§ 9.1-9.9

3.2. Ф.Е.Евдокимов «Теоретические основы электротехники», §§ 13.1-13.5, 14.1-14.2

4. Задание

Неразветвленная цепь переменного тока, изображенная на рисунке 10.1, содержит активные, индуктивные и емкостные сопротивления, величины которых и один дополнительный параметр заданы в таблице 7.

        Определить:

        а) полное сопротивление цепи Z;

        б)  напряжение U, приложенное к цепи, и напряжение каждого участка;

        в) силу тока  I в цепи;

        г) угол сдвига фаз φ;

        д) активную Р, реактивную Q и полную S мощности, потребляемые цепью.

        Начертить в масштабе векторную диаграмму цепи.

Записать уравнения мгновенных значений напряжения и тока при ψU=90˚ и промышленной частоте.

*Определить полное сопротивление цепи Z, если частота тока ƒ увеличится в 3 раза.

        Если одна из величин, подлежащих определению, задана в таблице 13, ее вычисление отпадает.

Рисунок 13

5. Технология работы

5.1. Изобразить схему электрической цепи в соответствии с данными своего варианта.

5.2. Определить общие сопротивления: активное, индуктивное и ёмкостное.

5.3. Определить величину тока, используя заданный дополнительный параметр.

5.4. Определить cosφ и φ.

5.5. Вычислить мощности: P, Q, S.

5.6. Выбрать масштабы по току и по напряжению. Построить векторную диаграмму напряжений с изображением векторов напряжений на каждом участке цепи. Сложить все векторы напряжений, получив вектор общего напряжения. Сравнить с расчётным значением.

5.7. Найти максимальные значения напряжения и тока, угловую частоту. Запишите уравнения мгновенных значений напряжения при ψU=90˚ и тока с учётом сдвига фаз.

5.8. Проанализируйте, как изменятся реактивные сопротивления (индуктивное и ёмкостное), если частота тока ƒ увеличится в 3 раза. Как при этом изменится полное сопротивление цепи Z (привести расчёты).

6. Требования к отчёту

6.1. Схему электрической цепи выполнять с применением чертёжных инструментов.

6.2. Вычисления начинать с записи  расчётных формул в общем виде.

6.3. Размеры величин указывать в системе СИ.

Таблица 7

7. Контрольные вопросы

7.1. Что такое индуктивное, емкостное, активное сопротивления? Как они определяются?

7.2. Полное сопротивление в цепи переменного  тока.

7.3. Что понимают под активной, реактивной мощностью?

7.4. Почему активная мощность в цепи с индуктивностью равна нулю?

Практическая работа №8

Тема:  Разветвлённая цепь переменного тока с активным сопротивлением, индуктивностью и емкостью. Резонанс токов.

Учебная         цель:         закрепить         навыки         расчета         разветвленных         цепей переменного тока, построение векторных диаграмм токов.

Обеспеченность занятия (средства обучения):

− Методические указания по выполнению практической работы;

− Калькулятор;

− Карандаш;

− Шариковая ручка; − Линейка.

7.1 изображена схема разветвленной цепи, которая работает в индуктивном режиме.

Рисунок 14 – Электрическая схема цепи.

Инструкция по выполнению практической работы.

1. Запишите условие задачи: разветвленная цепь переменного тока, показанная на соответствующем рисунке, содержит активные и реактивные сопротивления, величины которых заданы в таблице 8. К цепи переменного тока приложено напряжение 𝑢 = 𝑈𝑈𝑚 ∙ 𝑠𝑖𝑛𝜔𝑡.
2. Начертите схему, согласно своему варианту (таблица 8)
3. Используя значения таблицы 8, запишите исходные данные согласно своему варианту.
4. Определите следующие величины, если они не заданы:

− ток по всех ветвях цепи;

− углы сдвига фаз (величину и знак);

− активную Р, реактивную Q, и полную S мощности, потребляемые цепью;

5. Начертите в масштабе векторную диаграмму токов.
6. Проверьте ток в неразветвленной части цепи и угол между вектором этого тока и вектором напряжения.

 Таблица 8 – Исходные данные  

Контрольные вопросы.

1. Что характеризует величина составляющей тока в параллельной цепи?
2. Чему равен общий ток в цепи с параллельным соединением индуктивности и емкости?
3. Как определяется угол сдвига по фазе между общим током и напряжением на зажимах цепи с несколькими разнохарактерными ветвями?
4. От чего зависит характер цепи?
5. В чем достоинство режима резонанса токов?

Практическая работа №9

Тема: Расчет цепей переменного тока символическим методом.

1. Цель работы 

Приобретение практических навыков  применения законов и методов расчёта электрических цепей постоянного тока к электрическим цепям переменного тока в символическом виде

2. Обеспечивающие средства

2.1. Методические указания по выполнению практической работы;

2.2. Калькуляторы.

3. Литература

3.1. В.С.Попов «Теоретическая электротехника», §§ 10.1-10.6

3.2. Ф.Е.Евдокимов «Теоретические основы электротехники», стр. 280-289

4. Задание для расчета

Электрическая цепь, содержащая активные R и реактивные X элементы, соединённые по схеме, изображённой на рисунке 21, подключена к источнику синусоидального напряжения с действующим значением U.

        Определить действующие значения токов I1, I2, I3,; напряжения на участках цепи  U1 и  U2,3, потребляемые мощности: полную S, активную P и реактивную Q.

        Записать уравнения мгновенных значений токов i1, i2, i3.

Построить в масштабе векторную диаграмму напряжений и токов.

Данные для расчетов (по вариантам) взять из таблицы 9                  

Рисунок 21 – Электрическая схема

5. Технология работы

5.1. Изобразить схему цепи, учитывая характер реактивных сопротивлений X согласно данным своего варианта.

5.2. Определить комплексы полных сопротивлений ветвей.

5.3. Найти комплекс полного сопротивления параллельного участка Z2,3 и комплекс полного сопротивления цепи Z.

5.4. Вычислить комплекс полного тока.

5.5. Найти комплексы напряжений на участках цепи U1 и  U2,3.

5.6. Вычислить комплекс полной мощности цепи и определить P, Q, S.

5.7.  Найти максимальные значения токов. Записать уравнения мгновенных значений токов i1, i2, i3;

5.8. Выбрать масштабы по току и по напряжению. Построить векторную диаграмму напряжений и токов.

Таблица 9 – Данные для расчётов

6. Требования к отчёту

6.1. Схему электрической цепи выполнять с применением чертёжных инструментов.

6.2. Вычисления начинать с записи  расчётных формул в общем виде.

6.3. Размеры величин указывать в системе СИ.

7. Контрольные вопросы

7.1. Перечислите и запишите, в каких формах выражаются комплексные числа (КЧ).

7.2. Сделайте перевод КЧ из показательной формы в алгебраическую.

7.3. Сделайте перевод КЧ из алгебраической формы в показательную.

7.4. Сформулируйте закон Ома для участка цепи в комплексной форме.

7.5. Запишите формулу комплекса полного сопротивления в алгебраической и показательной формах.

Практическая работа №10

Расчет трехфазных цепей соединённой треугольников.

1. Цели работы 

1.1. Приобретение практических навыков расчета и анализа работы трехфазной электрической цепи при несимметричной нагрузке, соединённой треугольником.

1.2. Приобретение практических навыков построения векторных диаграмм

2. Обеспечивающие средства

2.1. Методические указания по выполнению практической работы;

2.2. Калькуляторы;

2.3. Чертёжные инструменты

3. Литература

3.1. В.С.Попов «Теоретическая электротехника», §§ 12.5-12.6

3.2. Ф.Е.Евдокимов «Теоретические основы электротехники», §§ 21,2

3.3. М.Ю.Зайчик «Сборник задач и упражнений по теоретической электротехнике», §§ 16.2

4. Задание

Рисунок 22 – Трёхфазная нагрузка, соединённая треугольником

Несимметричная трехфазная нагрузка соединена треугольником. Данные своего варианта взять из таблицы 10.

Определить фазные напряжения на приемниках энергии UАВ, UВС, UСА, фазные токи IАВ, IВС, IСА, линейные токи IА, IВ, IС; мощности, потребляемые каждой фазой приёмника, и мощность всей цепи (активную, реактивную и полную).

Построить в масштабе векторную диаграмму напряжений и токов.

* Определить фазные и линейные токи в тех же приемниках энергии при условии обрыва линейного провода В.

5. Технология работы

5.1. Изобразить схему трёхфазной нагрузки, соединенной треугольником, в соответствии с данными своего варианта.

5.2. Вычислить значение фазного напряжения UФ.

5.3. Составить комплексы фазных напряжений генератора UАВ, UВС, UСА.

5.4.Определить комплексы полных сопротивлений фаз ZАВ, ZВС, ZСА.  

5.5. Вычислить по закону Ома комплексы фазных токов IАВ, IВС, IСА.

5.6. Определить по первому закону Кирхгофа комплексы линейных токов IА, IВ, IС.

5.6. Выбрать масштаб по напряжению. Построить векторную диаграмму фазных напряжений генератора, вектор напряжения смещения нейтрали UN. Построить векторы напряжений на фазах приёмника U′А, U′В, U′С по второму закону Кирхгофа.

5.7. Вычислить комплексы полных мощностей для каждой фазы.

5.8. Найти комплекс полной мощности для всей цепи.

5.9. Выбрать масштаб по напряжению. Построить векторную диаграмму фазных напряжений UАВ, UВС, UСА. Выбрать масштаб по току, построить векторы фазных токов IАВ, IВС, IСА. Графически по первому закону Кирхгофа найти линейные токи IА, IВ, IС. Сравнить положение векторов линейных токов с расчётными значениями.

Таблица 10 – Данные для расчётов

6. Требования к отчёту

6.1. Схему электрической цепи выполнять с применением чертёжных инструментов.

6.2. Вычисления начинать с записи  расчётных формул в общем виде.

6.3. Размеры величин указывать в системе СИ.

7. Контрольные вопросы  

7.1. Что понимают под симметричной системой ЭДС?

7.2. Что понимают под симметричной нагрузкой?

7.3. Записать соотношение фазных и линейных напряжений при соединении приемников энергии треугольником.

7.4. Как определяются фазные токи при симметричной нагрузке, соединённой треугольником?

7.5. Как определяются линейные токи при симметричной нагрузке, соединённой треугольником?

7.6. Как определяются фазные токи при несимметричной нагрузке, соединённой треугольником?

7.7. Как определяются линейные токи при несимметричной нагрузке, соединённой треугольником?

7.8. Как определяется полная мощность несимметричной нагрузки, соединённой треугольником?

7.9. Как влияет на режим работы симметричной нагрузки, соединённой треугольником, обрыв одной из фаз (например «ВС»)?

7.10. Как влияет на режим работы симметричной нагрузки, соединённой треугольником, обрыв линейного провода (например «В»)?

Практическая работа №11

Тема: Расчёт индуктивности катушек

Цель работы: Определить индуктивность катушки с сердечником и при отсутствии стального сердечника.

Условие задачи

На сердечнике из электротехнической стали Э41, у которого длина средней магнитной линии Ɩср=30 см=0,3 м рисунок 31, размещена обмотка, состоящая из двух одинаковых частей, каждая длиной 80 мм=0,08 м, с числами витков ω1=ω2=540. Обе части обмотки соединены таким образом, что проходящий по ним ток I создает в сердечнике согласно направленные магнитные потоки.

Сечение магнитопровода квадратное со стороной 2 см=0,02 м.

Рисунок 23 – Стальной сердечник с двумя одинаковыми обмотками, соединенными согласно.

Определить:

Вычислить индуктивность катушки с сердечником и при отсутствии стального сердечника, если магнитная индукция в сердечнике 1,35 Тл. Средняя линия обмотки образует квадрат со стороной 3 см=0,03 м.

Решение задачи:

Практическая работа №12

Тема: «Расчёт индуктивности линии».

Цель работы: Вычислить индуктивность 1 км воздушной линии, выполненной из двух алюминиевых проводов.

Условие задачи

Воздушная линия длиной 1 км, выполненной из двух алюминиевых проводов диаметром d=9 мм=0,009 м с расстоянием между осями а=216мм=0,216 м. Линия подвешена на высоте h=4,5 м над поверхностью земли.

Определить:

Вычислить индуктивность 1 км воздушной линии. Как изменится индуктивность линии, если один из проводов заменить рельсом, расположенным на земле?

Решение задачи:

Практическая работа №13

Тема: «Применение векторной диаграммы для расчёта разветвлённой цепи».

Цель работы: Научиться вычислять токи ветвей, а также активную и реактивную мощности цепи.

Условие задачи.

Разветвленная цепь (рис.1) состоит из параллельных ветвей (ветвь с током I3, показанная на рисунке пунктиром, не учитывается) с параметрами R1=80 Ом, R2= 260 Ом, L=0,19 Гн и С=21,2 мкФ=21,2∙10-6 Ф. Цепь питается от генератора синусоидального напряжения U= 120 В частотой f=50 Гд.

Рисунок 24 – Параллельное соединение нескольких  ветвей, содержащих участки с активными и реактивными сопротивлениями.

Рисунок 25 – Векторная диаграмма для двух параллельных ветвей

Определить:

Токи ветвей I1 и I2, ток I, а также активную и реактивную мощности цепи.

Решение задачи:

Практическая работа №14

Тема: «Расчёт цепи методом проводимостей».

Цель работы: Научиться рассчитывать цепь методом проводимостей.

Условие задачи.

Разветвленная цепь, рисунок 28  состоит из параллельных ветвей (ветвь с током I3, показанная на рисунке пунктиром, не учитывается) с параметрами R1=80 Ом, R2= 260 Ом, L=0,19 Гн и С=21,2 мкФ=21,2∙10-6 Ф. Цепь питается от генератора синусоидального напряжения U= 120 В частотой f=50 Гд.

Рисунок 26 – Параллельное соединение нескольких  ветвей, содержащих участки с активными и реактивными сопротивлениями.

Рисунок 27 – Векторная диаграмма для двух параллельных ветвей

Определить:

Определить токи ветвей I1 и I2, ток I, а также активную и реактивную мощности цепи методом проводимостей.

Решение задачи:

Практическая работа №15

Тема: «Улучшение коэффициента мощности».

Цель работы: Изучить способ улучшения коэффициента мощности.

Условие задачи.

К производственному объекту, на котором работают электродвигатели общей мощностью Р=45,6 кВт при напряжении U=380 В и частоте f=50 Гц, подводится

электроэнергия по двухпроводной линии с активным сопротивлением обоих проводов Rп=0,05 Ом. Для улучшения коэффициента мощности от cos φ1=0,6 до cosφ=0,95 на объекте смонтирована конденсаторная установка  (напряжение U остается неизменным).

Определить:

Вычислить для указанных значений соsφ ток в линии, полную мощность объекта, потери мощности в проводах и емкость конденсаторной установки.

Решение задачи: