Элементы и параметры электрических цепей однофазного переменного тока
Цели
1.1В ходе выполнения работы студенты осваивают:
1.1.1Общие компетенции:
ОК2 Организовывать собственную деятельность, определять методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.
ОК4 Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития
1.2.1 Осваивают умения:
- применять основные определения и законы теории электрических цепей;
- учитывать на практике свойства цепей
Данные умения направлены на освоение умений федерального государственного образовательного стандарта:
- использовать законы электротехники в практической деятельности техников;
- рассчитывать параметры электрических схем
1.2.2 Усваивают знания:
- характеристик, параметров элементов электрических цепей при гармоническом воздействии в установившемся режиме;
- методов расчета электрических цепей;
- построение векторных диаграмм
Данные знания направлены на освоение знаний федерального государственного образовательного стандарта:
- теоретические основы электротехники;
- принципы расчета параметров электрических цепей;
- методы измерения электрических параметров и характеристик
Оборудование, дидактическое обеспечение
2.1 Методические рекомендации по выполнению работы (Приложение А)
2.2 Формуляр отчета по самостоятельной работе 7 -8 (Приложение Б)
3 Форма организации – индивидуальная.
Порядок выполнения
4.1 Ознакомиться с методическими рекомендациями по выполнению работы.
Теоретические сведения, электрические схемы и расчетные формулы представлены в приложении А.
4.2 Повторить раздел 3 «Электрические цепи переменного тока» согласно методическим рекомендациям указанным в приложении А.
4.3 Повторить параметры, режимы электрических цепей переменного тока согласно методическим рекомендациям указанным в приложении А.
4.4 Ознакомиться с исходными данными задания
4.5 Выполнить расчеты параметров неразветвленной и разветвленной электрической цепи однофазного переменного тока
4.6 Составить векторную диаграмму неразветвленной и разветвленной электрической цепи переменного тока в масштабе
4.7Приобрести практические навыки расчета электрических цепей однофазного переменного тока с помощью векторных диаграмм
4.8 Выполнить проверку правильности расчетов параметров электрических цепей
5Методические рекомендации - Приложение А.
6 Форма отчета - приложение Б
Критерии оценок
7.1 «Отлично» - правильная запись условия задачи, рациональный вариант решения, верное указание размерностей промежуточных и окончательных результатов, рациональное выполнение проверки.
7.2 «Хорошо» - правильная запись условия задачи, верный, но не рациональный вариант решения, отсутствие размерностей, незначительные ошибки в определении параметров.
7.3 «Удовлетворительно» - правильная запись условия, наличие ошибок в определении параметров или невыполнение задания по двум параметрам.
7.4 «Неудовлетворительно» - грубые ошибки или невыполнение задания по трем и более параметрам
8 Варианты заданий для дифференцированного зачета
8.1 Задача 1
Исходные данные задания:
- электрическая схема неразветвленной цепи;
- параметры электрической цепи.
Определить:
- полное сопротивление цепи;
- напряжение, приложенное к цепи;
- силу тока в цепи;
- активную, реактивную, полную мощность цепи
R 
А В
Рисунок 1 - Электрическая схема неразветвленной цепи
Таблица 1 – Параметры электрической цепи
| Вариант | R | 
|
|
| I, U, P, Q , S |
| |||||
| Р = 16 Вт | |||||
| |||||
| |||||
| |||||
| |||||
| |||||
| |||||
| I = 5 А | |||||
| S = 500 ВА |
8.2 Задача 2
Исходные данные задания:
- электрическая схема разветвленной цепи;
- параметры электрической цепи.
Определить:
- токи в ветвях цепи;
- общий ток цепи;
- напряжение на зажимах цепи;
- активную, реактивную, полную мощность цепи
I
R
Рисунок 2 - Электрическая схема разветвленной цепи
Таблица 2– Параметры электрической цепи
| Вариант | R |
|
| I, U, P, Q, S |
| ||||
| U = 30 В | ||||
| ||||
| ||||
| ||||
| ||||
| ||||
| P = 1024 Вт | ||||
| ||||
|
Приложение А
Элементы и параметры электрических цепей однофазного переменного тока
Цепь с активным сопротивлением: 
; 
; P = U*I, Вт
R
i
u
Рисунок А1 – Цепь переменного тока с активным сопротивлением
u,
i u
i
T=1/f
Рисунок А2 – Временная диаграмма напряжения и тока
i
u
Рисунок А3 – Векторная диаграмма напряжения и тока
Вывод: для цепи с активным сопротивлением ток и напряжение совпадают по фазе
Цепь с индуктивным сопротивлением: 
; 
;
L
i
u
Рисунок А4 – Цепь переменного тока с индуктивным сопротивлением
u
- /2
i
Рисунок А5 – Векторная диаграмма напряжения и тока на индуктивном сопротивлении
Вывод: для цепи с индуктивным сопротивлением ток отстает от напряжения на 90 градусов.
Цепь с емкостным сопротивлением: 
; 
;
С
i
u
Рисунок А6 – Цепь переменного тока с емкостным сопротивлением
i
U
+ /2
Рисунок А7 – Векторная диаграмма напряжения и тока на емкостном сопротивлении
Вывод: для цепи с емкостным сопротивлением ток опережает напряжение на 90 градусов.
Мощность цепи переменного тока
Мгновенное значение реактивной мощности в цепи с идеальной катушкой индуктивности L определяется по формуле:
Мгновенное значение реактивной мощности в цепи с идеальной емкостью С определяется по формуле:
Для цепей переменного тока с реактивными сопротивлениями L и С значение мощности будет положительным, если знаки тока и напряжения одинаковые, при разных знаках напряжения и тока в цепи значение мощности будет отрицательным.
Положительное значение мощности означает преобразование электрической энергии, поступающей от источника, в энергию магнитного или электрического поля.
Отрицательное значение мощности означает преобразование энергии магнитного или электрического поля в энергию источника, которая поступает обратно в сеть.
Таким образом, реактивная мощность в цепи переменного тока не расходуется за период Т, а лишь перекачивается из источника в нагрузку и наоборот.
Приложение Б
Отчет по практическому занятию 7 – 8
Расчет неразветвленных, разветвленных цепей
однофазного переменного тока
Цель
– приобретение практических навыков расчета электрических цепей однофазного переменного тока с помощью векторных диаграмм
2 Исходные данные (согласно варианту)
Задача _______; вариант _________
2.1 Электрическая схема цепи переменного тока
2.2 Параметры электрической цепи:
2.3 Определяемые параметры:
Решение задачи
3.1 Расчеты параметров электрической цепи однофазного переменного тока
3.2 Векторная диаграмма электрической цепи переменного тока
3.3 Проверка правильности расчетов
Выводы по работе
Подпись студента Подпись преподавателя
_______________ _______________