Указания к выполнению работы

В.А. Толмачев, А.А. Усольцев, Д.В. Лукичев, М.В. Никитина

ОБЩАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

Методические указания к

лабораторному практикуму

Санкт-Петербург

Толмачёв В.А., Усольцев А.А., Лукичёв Д.В., Никитина М.В. Общая электро-техника: Методические указания к лабораторному практикуму. – СПб: СПбГУ ИТМО, 2009. – 69 с.

Пособие содержит методические указания к шести лабораторным работам по разделу «Электрические цепи» и четырём – по разделу «Электрические ма-шины» курса «Общая электротехника».

Пособие составлено с учётом проведения лабораторных работ на спе-циализированных стендах лабораторий электрических цепей и электрических машин кафедры электротехники и прецизионных электромеханических сис-тем СПб ГУ ИТМО.

Пособие предназначено для студентов технических направлений подготовки (специальностей) неэлектротехнического профиля.

Рекомендовано к печати учёным советом факультета компьютерных техноло-гий и управления, 11.11.2008, протокол №4.

В 2007 году СПбГУ ИТМО стал победителем конкурса инновационных образовательных программ вузов России на 2007–2008 годы. Реализация инновационной образовательной программы «Инновационная система подго-товки специалистов нового поколения в области информационных и оптичес-ких технологий» позволит выйти на качественно новый уровень подготовки выпускников и удовлетворить возрастающий спрос на специалистов в инфор-мационной, оптической и других высокотехнологичных отраслях экономики.

Ó Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики, 2009

Ó В.А. Толмачев, А.А. Усольцев, Д.В. Лукичев, М.В. Никитина, 2009

СОДЕРЖАНИЕ

1. Исследование характеристик источника электрической энергии постоянного тока. ................................................................................................................ 4

2. Исследование переходных процессов в линейных электрических цепях с источниками постоянного тока. .................................................................... 7

3. Исследование линейных двухполюсников в электрических цепях однофазного синусоидального тока. ......................................................................... 18

4. Исследование явлений резонанса в линейных электрических цепях. 22

5. Исследование трехфазных электрических цепей. ............................... 26

6. Исследование цепей периодического несинусоидального тока. ........ 33

7. Исследование однофазного трансформатора. .................................... 44

8. Исследование трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. ....................................................................................................... 50

9. Исследование синхронных микродвигателей. .................................... 56

10. Исследование исполнительного двигателя постоянного тока. ............................ 62

Литература ................................................................................................ 68

Лабораторная работа 1

Исследование характеристик источника

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ постоянного тока

Цель работы – исследование режимов работы и экспериментальное определение параметров схемы замещения источника электрической энергии.

Указания к выполнению работы

К выполнению работы следует приступать после изучения раздела «Источники электрической энергии» по одному из учебников списка литературы, приведённого в конце настоящего пособия.

Программа работы

1. Исследование внешней характеристики источника электрической энергии.

2. Определение параметров схемы замещения источника по экспериментальным данным.

Краткие пояснения

Исследуемым источником электрической энергии в эксперименте является генератор сигналов типа Г6-15. В режиме подготовки на основном выходе генератора формируется напряжение постоянного тока, величина которого равна значению, установленному на лимбе регулятора амплитуды.

Нагрузкой источника является магазин сопротивлений типа Р4830.

Порядок выполнения работы

1. Собрать электрическую цепь, представленную на рисунке 1.1.*

2. Перевести тумблер «Работа/Подготовка» в положение «Подготовка» и включить режим «Вых. сопрот. 600 Ом» (установить в нажатое состояние кнопку).

3. Предъявить схему для проверки лаборанту или преподавателю и получить от них задание на величину выходного напряжения источника в эксперименте (1¼10 В).

4. Установить на лимбе «Амплитуда» значение напряжения, заданное преподавателем и включить тумблер «Сеть».

5. Временно отключив проводник, соединяющий исследуемый источник с магазином сопротивлений, измерить вольтметром V напряжение холостого хода U₀ и занести полученный результат в таблицу 1.1, после чего восстановить цепь.

6. Изменяя сопротивление магазина, определить значение, при котором напряжение в нагрузке будет равно U₀/2 (экспериментальное значение внутреннего сопротивления R_i _э) и занести в таблицу 1.1.

7. Изменяя сопротивление магазина в соответствии с последовательностью значений R_н таблицы 1.1, произвести измерения напряжения U_н и занести в таблицу 1.1.

4. Рассчитать и занести в таблицу 1.1 значения:

· тока в нагрузке [мА];

· мощности, рассеиваемой в нагрузке [мВт].

где k =0¼5 – номер строки таблицы 1.1.

5. Для каждой пары значений токов и напряжений строк k =1¼5 рассчитать и занести в таблицу 1.1 внутреннее сопротивление источника – [Ом], а затем найти оценку внутреннего сопротивления источника в виде среднего геометрического значения – *.

6. Рассчитать и занести в таблицу 1.1 значения:

· коэффициента полезного действия ;

· тока короткого замыкания источника .

7. Через точки [0, E=U₀] и [I_кз, 0] построить линию расчетной внешней характеристики и на этой же плоскости показать точки экспериментальной характеристики в соответствии с таблицей 1.1.

8. По данным таблицы 1.1 построить зависимости мощности в нагрузке и КПД .

Таблица 1.1

k	Измерения	Расчёт =_____ Ом; E=___ B; I_кз=____ мА
R_н, Ом	U_н, В	I_н, мА	P_н, мВт	h	R_{i k}, Ом
	µ	U₀=___			1,0
R_i _э=__	U₀/2

Содержание отчета:

1. Схема эксперимента и схема замещения источника электрической энергии.

2. Заполненная таблица 1.1.

3. Расчётная и экспериментальная внешние характеристики источника.

4. Графики зависимостей и .

5. Выводы по работе.

Лабораторная работа 2