Методичка по Электротехнике № 2000, страница 5

Методические указания по выполнению работы. 1) Ознакомиться с лабораторным стендом, составить таблицы для внесения экспериментальных и расчетных данных. 2) Собрать цепь, схема которой изображена на рис, 4, и произвести измерения действующих значений тока 1, напряжения 13, а также активной мощности Р цепи. Эксперимент проводить при напряжении сети <50В. Напряжение устанавливается с помощью автотрансформатора.

Частота напряжения сети 1 = 50Гц. Рис. 4 Данные опыта занести в таблицу № 1. По данным опыта произвести расчет оговоренных заданием величин, построить в масштабе векторную диаграмму напряжений и токов цепи. 3) Собрать цепь, схема которой представлена на рис. 5 Рнс. 5 Величину емкости С конденсатора установить равной 80мкФ, а К=1000м.

Установить напряжение, приложенное к цепи, О=50В и измерить действующее значение тока 1 н активную мощность Р цепи. Данные эксперимента записать в таблицу №2. По данным опыта произвести расчет величин, указанных в задании, построить в масштабе векторную диаграмму напряжений и токов цепи. Таблица №2 ые данные ~д В В ~ц)и~ вкпВА Гн В В 4) Собрать цепь, представленную схемой на рис. 6, ь, Рис.б Установить напряжение, приложенное к цепиЛ/=50В.

Изменяя емкость С, найти такое ее значения С =- Сс, при котором в цепи наступает резонанс токов 11=!пз1п), Для данного состояния цепи 40 измерить напряжение 1), ток в неразвегвленной части цепи 1, токи в ветвях с !. и С -1к.!с, соответственно, а также активную мощность Р цепи. Произвести измерения вышеуказанных величин для 4-х значений емкости С < Сс и 4-х значений емкости С > Со.

Прн проведении измерений напряжение 1) цепи поддерживать постоянным, равным значению, установленному при С = Со. Данные опытов занести в табл. №3. Таблица № 3 ыт Ч По экспериментальным данным рассчитать величины, указанные в задании, и занести в табл. № 3. На основании полученных данных Рэкспсриментальных и расчетных) построить резонансные характеристики и векторные диаграммы контура (см. раздел «Задание».

и. 4 5). Содержание отчета 1. Цель работы. 2. Задание на работу. 3. Принципиальные схемы и таблицы с экспериментальными и расчетными данными. 4. Графики, векторные диаграммы, указанные в задании. Контрольные вопросы 1. Запишите н поясните условия возникновения резонанса токов. 2. Определить резонансную частоту параллельного колебательного контура. 3. Определить емкость конденсатора, при которой в параллельном колебательном контуре наступает резонанс. 4. Определить величину !. катушки нндуктивности, при которой в параллельном колебательном контуре наступает резонанс.

5. Определить добротность контура, исследованного в работе. 4! Лабораторная работа №5 Рис.2 Рис.З 43 42 ТРЕХФАЗНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ ПРИ СОЕДИНЕНИИ ПРИЕМНИКОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ЗВЕЗДОЙ. Цель работы: Изучить основные соотношения, имеющие место в трехфазных цепях. Исследование различных режимов трсхфазной четырехпроводной и трехпроводной цепи при соединении приемников электрической энергии звездой. Основные теоретические положения. Трехфазной электрической цепью называется совокупность трех однофазных электрических цепей, называемых фазой, в которых действуют три одинаковые по амплитуде синусоидальные эд.с. (напряжения) одной и той же частоты и сдвинутые по фазе друг относительно друга на угол 2л/3 рад.(120 ) и создаваемые общим источником электрической энергии. Трехфазная цепь, как любая электрическая цепь, состоит из трехфазного генератора, трехфазной линии электропередачи и приемников электрической энергии, которые могут быть как трехфазными (электродвигатели, трансформаторы, нагреватели и т.д.), так и однофазными (лампы накаливания, однофазные электродвигатели и т.д.).

Трехфазный ' генератор, чаще всего электромашины, вырабатывает три синусондальные э.д.с., которые можно записать в виде: е1(1)=Ел ейпаг; е,(1)= Ет ейп(ат - 2зЫЗ) „ ез(1)= Еш гйп(аг - 4л/3)= Еш гйп(ея -' 2ж'3). Схематическое изображение трехфазного генератора дано на рис.1 Начала обмоток генератора (фаз), в которых индуцируются эти э.д.с., обозначаются буквами А (первая), В (вторая) и С-третья. Концы — Х,У,У..

Рис.1 Графики изменения э.д.с. и их векторные диаграммы при г=0 приведены на рис.2 и 3. Соответственно для комплексных значений э.д.с. генератора получим уравнения: Ел=Ее' ', Ев=Е'е ', Ее=Ее 'о., -> ыо, . 'и 20 Соединение фаз трехфазного источника называют "звездой", когда концы обмоток Х,У,у соединяют в один узел 'М, называемый нейтралью источника. Начала обмоток соединяют с проводами линии электропередачи. При соединении фвз источника по схеме "звезда' образуются два уровня напряжений — фазных (между началами А,В,С н нейтралью М) и линейных (между проводами линии передачи). , ~о, ->ьзо.

> ., <ыо 0лн — -Ел= Е е'; 0вн=Ев=Е е' „Усн=Ес=Е е ' Система трехфазных напряжений, когда их амплитуды равны и сдвинуты по фазе на !20", называется симметричной. Именно такая система трехфазных напряжений используется на практике. В трехфазной цепи провода линии передачи подключаются к началам обмоток генератора А, В, С, а нейтральный провод к нейтральной точке Ы.

Таким образом, при соединении фоз генератора "звездой", линия передачи будет четырехпроводной, а в случае отсутствия нейтрального провода — трехпроводной. Однофазные приемники электрической энергии в такой цепи включаются между проводом линии передачи и нейтралью. На рис.4 изображена такая цепь А 1с Рис.4 Если пренебречь сопротивлениями линейного и нейтрального провода то, очевидно, фазные напряжения приемника равны фазным напряжениям генератора, т.е. 0а=0л,' 0Ь=0в ' 0с= 0с . Токи каждой фазы определяются по закону Ома (например, в комплексной форме): 1с=0аЯа; 1Ь=ОЫГЬ; 1с=0с/Ес. где: 0а, 0Ь, 0с — фазные напряжения приемника; 0л, 0в, 0с — фазные напряжения генератора.

Общая точка "и" приемника называется "нейтраль" нагрузки. Таким образом, нейтральный (нулевой) провод соединяет две нейтрали (Ы-генератора и и- нагрузки) и по нему протекает ток 1н, который можно определить по первому закону Кирхгофа для узла "и". 1 н= > л+1 в+1 с. Попарно линейные напряжения 0лв,' 0вс и 0сл (0л) представлены на схеме рис.4 . Соотношения между фазными и линейными напряжениями можно установить на основании второго закона Кирхгофа.

Так, для контура АМВ Плв -0л+ 0в=0 =~ Плв=0л -Пв Из векторной диаграммы можно установить, что 10лв1= !3 !О„! Аналогичные соотношения существуют для других фаз. ~ 0вс1= (З !0в!; Лсл~= >>3 ~0с!, или в общем случае !.!л — — >ГЗ 1)ф При сопротивлении нейтрального провода, отличного от нуля, напряжение 0„н между нейтральными точками п и Ы (0„н=1н Ен) называют напряжением смещения нейтрали.

При наличии нейтрального провода, сопротивление которого =и э, трехфазная цепь будет четырехпроводной. При его отсутствии (х = э) — трехпроводной. Токи, текущие в проводах линии передачи, называют линейными токами 1л,1в,!с-(1л). Токи„ протекающие по нагрузке — фазными 1 а,1 Ь,1 с,-(1Ф), Очевидно, что фазные и линейные токи при соединении нагрузки "звездой" совпадают. 1л — -1а: 1в =.

Ь; 1с=1с, Расчет трехфазной цепи, при соединении приемников "звездой, "в общем случае, осуществляется в следующей последовательности: 1. Определяется напряжение смещения нейтрали 0„н согласно методу узловых напряжений 0пХ=(Ех уя+ Ев ув+ Ес 1с) /(у +ув+тс+ум), где Ул=1/2а; Ув=! /ГЬ; Хо=1/2с — соответственно комплексы проводимости фаз нагрузки; УХ- комплексная проводимость нейтрального провода, которая при его наличии (Хи=О) равна ~н = со, 2. Определяются напряжения на фазах нагрузки 0Ап„0Вп; 0Сп согласно второму закону Кирхгофа: 0Ап = 0Ап - 0пХ; 0Вп = 0Вп - 0пХ; 0сп=0сп 0пХ.' 3. Определяются токи в фазах нагрузки по закону Ома: 1 а=1 А=0Ап/2а; ! Ь=1 В=0ВпЯЬ; 1 с=1 С=0Сп/2с. В зависимости от величины и характера нагрузки в фазах возможны различные режимы работы трехфазной цепи при соединении приемников "звездой".