Лабораторна робота № 1
Тема. Активні та пасивні елементи в колах постійного струму
Мета роботи – експериментальне дослідження лінійних електричних кіл постійного струму та визначення параметрів активних і пасивних елементів у електричних колах.
Програма роботи
1. Дослідження лінійного електричного кола під час вмикання його на постійну напругу. Експериментальне визначення параметрів джерела постійної електрорушійної сили (ЕРС), побудова вольт-амперної характеристики (ВАХ).
2. Дослідження лінійного електричного кола під час вмикання його на постійну напругу при послідовному та паралельному з’єднанні споживачів.
Порядок виконання роботи
1. Зібрати схему для зняття вольт-амперної характеристики джерела постійної напруги і визначення параметрів джерела згідно з рис. 1.1.
Рисунок 1.1 – Схема для зняття ВАХ джерела напруги
2. Змінюючи опір резистора R, послідовно виставити кілька значень струму в колі I1, I2, I3 і занести значення струмів і напруг до таблиці 1.1.
Таблиця 1.1 – Дослідження джерела ЕРС
Результати вимірювань
| Результати обчислень | ||||||
I1, A
|
I2, A
|
I3, A
|
U1, B
|
U2, B
|
U3, B
|
E1, B
|
r0, Ом
|
3. Зібрати схему для дослідження послідовного з’єднання резисторів під час вмикання на постійну напругу згідно з рис. 1.2.
Рисунок 1.2 – Схема для дослідження послідовного з’єднання резисторів
4. Результати вимірювань занести до таблиці 1.2.
Таблиця 1.2 – Дослідження послідовного з’єднання резисторів
Результати вимірювань
|
Результати обчислень
| ||||
I, A
|
U1, B
|
U2, B
|
R1, Ом
|
R2, Ом
|
R, Ом
|
5. Зібрати схему для дослідження паралельного з‘єднання резисторів під час вмикання на постійну напругу згідно з рис. 1.3.
Рисунок 1.3 – Схема для дослідження паралельного з’єднання резисторів
6. Результати вимірювань занести до таблиці 1.3.
Таблиця 1.3 – Дослідження паралельного з’єднання резисторів
Результати вимірювань
|
Результати обчислень
| |||||
U, B
|
I, A
|
I1, A
|
I2, A
|
R1, Ом
|
R2, Ом
|
R, Ом
|
Обробка результатів. Зміст звіту
1. За даними пункту 3.2 обчислити величини, вказані в таблиці 1.1, використовуючи закон Ома:
; 
; 
.
Взяти із таблиці 1.1 два значення струму I1 і I2 та відповідно напруги U1 і U2, скласти систему рівнянь:
і визначити за нею Е і r0.
2. За даними пункту 2 побудувати вольт-амперну характеристику джерела постійної напруги 
і переконатись в її лінійності.
і переконатись в її лінійності.
3. За даними пунктів 3, 5 обчислити величини, указані в таблицях 1.2, 1.3 за законом Ома 
і переконатись, що при послідовному з‘єднанні:
і переконатись, що при послідовному з‘єднанні:
,
а при паралельному з’єднанні споживачів:
.
Контрольні питання
1. Дайте визначення електричного кола.
2. Дайте визначення та назвіть одиниці виміру фізичних величин струму, напруги, потенціалу, потужності, енергії, миттєвого та діючого значення напруги (струму).
3. Що таке джерело напруги, його параметри та зовнішня вольт-амперна характеристика?
4. Дайте визначення еквівалентного опору послідовного та паралельного з’єднання резистивних елементів
Лабораторна робота № 2
Тема. Розгалужене коло постійного струму
Мета роботи – експериментальне дослідження розгалуженого електричного кола постійного струму та експериментальна перевірка принципу накладання дій джерел ЕРС.
Програма роботи
1. Визначення параметрів елементів електричного кола методом вольтметра-амперметра.
2. Експериментальне визначення часткових і реальних струмів в гілках ланцюга.
3. Розрахунок електричного кола методом накладення. Порівняльна оцінка експериментальних і розрахункових даних.
Порядок виконання роботи
1. Зібрати схему згідно з рис. 2.1.
Рисунок 2.1 – Схема для дослідження розгалуженого кола постійного струму
2. Заміряти напругу джерел Е1 і Е2, не підключаючи їх до кола.
3. Включити в електричне коло обидва джерела ЕРС. Заміряти струми і напруги на окремих опорах.
4. Обчислити опори r01, r02, R1, R2, R3. Результати вимірювань і обчислень звести в табл. 2.1. Для обчислення опорів слід скористатися законами Ома і Кірхгофа.
Таблиця 2.1 – Обчислення значень опорів
Результати вимірювань
|
Результати обчислень
| |||||||||||
E1,
В
|
E2,
В
|
U1,
В
|
U2,
В
|
U3,
B
|
I 1,
A
|
I 2,
A
|
I 3,
A
|
r01,
Ом
|
r02,
Ом
|
R1,
Ом
|
R2,
Ом
|
R3,
Ом
|
4. Записати значення струмів I1, I2, I3 в табл. 2.2.
5. Відключити джерело E2 (при цьому в схему включається еквівалент його внутрішнього опору), заміряти часткові струми I1', I2', I3'.
6. Відключити джерело E1 і ввімкнути джерело E2. Заміряти струми I1'', I2'', I3''. Результати вимірювань записати до табл. 2.2.
Таблиця 2.2 – Перевірка принципу накладання
Увімкнені
|
Результати вимірювань
|
Результати обчислень
| ||||
E1 + E2
|
I1
|
I2
|
I3
|
Y1
|
Y2
|
Y3
|
E1
|
I1'
|
I2'
|
I3'
|
Y1'
|
Y2'
|
Y3'
|
E2
|
I1''
|
I2''
|
I3''
|
Y1''
|
Y2''
|
Y3''
|
Обробка результатів. Зміст звіту
1. Розрахувати струми в електричному колі методом накладення, використовуючи дані табл. 2.1.
Метод накладення витікає з принципу накладення, відповідно до якого струм в будь-якій гілці електричного кола розглядається як алгебраїчна сума часткових струмів, що виникають в цій гілці під незалежною дією кожної ЕРС окремо.
Відповідно до цього при розрахунках електричних кіл з декількома джерелами енергії спочатку розраховують часткові струми від кожної ЕРС, вважаючи інші ЕРС рівними нулю і залишаючи в електричному колі їх внутрішні опори. Потім знаходять суму часткових струмів в кожній гілці з урахуванням їх напрямів.
Припустимо, що в схемі рис. 2.1. залишена Е1, тоді часткові струми в гілках від дії цієї ЕРС можна розрахувати таким чином:
; 
; 
.
Напрям струмів слід вказати на схемі стрілками. Аналогічно розраховують часткові струми від Е2.
Всі визначені розрахунком часткові і реальні струми записати до табл. 2.2 і порівняти з експериментальними даними.
2. Скласти баланс потужностей при ввімкнених джерелах E1 і Е2 .Для електричного кола з джерелами ЕРС рівняння балансу має наступний вигляд:
.
При складанні рівняння слід з’ясувати в якому режимі працюють джерела ЕРС. Для цього порівняти напрям реального струму в гілці з джерелом і напрям ЕРС. даного джерела. Якщо напрями ЕРС і струму співпадають, джерело віддає енергію в електричне коло, в іншому випадку джерело перетворюється на споживач і потужність цього джерела входить в рівняння з негативним знаком.
Контрольні питання
1. У чому полягає суть методу накладення?
2. Як визначається режим роботи джерела ЕРС, віддає джерело енергію або споживає?
3. Складіть баланс потужності для конкретної схеми з декількома джерелами ЕРС.
4. Чи можна потужність споживачів визначати як суму часткових потужностей?
Лабораторна робота №3
Тема. Дослідження однофазного трансформатора
Мета роботи – дослідження експлуатаційних властивостей однофазного трансформатора шляхом проведення дослідів холостого ходу (ХХ), короткого замикання (КЗ) і безпосереднього навантаження.
Програма роботи
1. Провести дослід холостого ходу (ХХ).
2. Провести дослід короткого замикання (КЗ).
3. Провести дослід безпосереднього навантаження.
4. Використовуючи отримані дані розрахувати втрати потужності у сталі (
) та у міді (
).
) та у міді ().
5. Побудувати характеристики залежності вихідної напруги, коефіцієнту корисної дії (ККД) та коефіцієнтів потужності від струму навантаження:
Порядок виконання роботи
1. Записати паспортні дані однофазного трансформатора.
2. Зібрати схему для дослідження однофазного трансформатора згідно з рис. 5.1.
Рисунок 5.1 – Схема для дослідження однофазного трансформатора
3. Провести дослід XX однофазного трансформатора, для чого плавно збільшуючи за допомогою ЛАТРу напругу первинної обмотки однофазного трансформатора (приблизно сім вимірів), записати показання приладів до табл. 5.1.
Таблиця 5.1 – Дослід ХХ
Результати вимірювань
|
Результати обчислень
| ||||||
U10,
В
|
I10,
А
|
P0,
Вт
|
U20,
В
|
сos j0
|
Z0,
Ом
|
r0,
Ом
|
X0,
Ом
|
4. Провести дослід КЗ однофазного трансформатора, для чого повністю вивести опір реостату Rн і плавно збільшуючи за допомогою ЛАТРу напругу первинної обмотки трансформатора (шість вимірів), записати показання приладів до табл. 5.2. При цьому щоразу встановлювати струм вторинного ланцюга (І2) відповідно коефіцієнту завантаження трансформатора 
Таблиця 5.2 – Дослід КЗ
b
|
Результати вимірювань
|
Результати обчислень
| ||||||
U1K,
В
|
I1К,
А
|
PК,
Вт
|
I2К,
А
|
cosjK
|
ZK,
Ом
|
rK,
Ом
|
XK,
Ом
| |
0,25
| ||||||||
0,5
| ||||||||
0,75
| ||||||||
1
| ||||||||
1,25
| ||||||||
1,5
| ||||||||
5. Провести дослід безпосереднього навантаження, для чого встановивши напругу на первинній обмотці трансформатора 220 В, та змінюючи опір навантаження і контролюючи коефіцієнта завантаження b записати показання приладів до табл. 5.3 (6…7 значень).
Таблиця 5.3 – Дослід безпосереднього навантаження
b
|
Результати вимірювань
|
Результати обчислень
| |||||||
U1,
В
|
I1,
А
|
P1,
Вт
|
U2,
В
|
I2,
А
|
P2,
Вт
|
h,
%
|
cos j1
|
cos j2
| |
0
|
220
| ||||||||
…
| |||||||||
1,5
| |||||||||
Обробка результатів. Зміст звіту
1. Заповнити таблиці, використовуючи для обрахунку наступні формули:
(з досліду ХХ); 
(з досліду КЗ);
2. Побудувати залежності 
від 
, приблизний вигляд яких наведений на рис. 5.2.
від , приблизний вигляд яких наведений на рис. 5.2.
Рисунок 5.2 – Графіки залежностей від
від
Контрольні запитання
1. Схема, конструкція і принцип дії однофазного трансформатора.
2. Що таке коефіцієнт трансформації, втрати потужності в сталі та міді?
3. Чим пояснити збільшення струму первинної обмотки трансформатора, при збільшенні струму навантаження?
4. ККД і сosj трансформатора і їх залежність від навантаження?
Комментариев нет:
Отправить комментарий