МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по выполнению практических работ по дисциплине «Электротехника»

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

Прокопьевский горнотехнический техникум им. В.П. Романова

МЕТОДИЧЕСКИЕуказания

по выполнению практических работ по дисциплине «Электротехника»

по специальности:

13.02.11 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)

СОГЛАСОВАНО

Председатель цикловой комиссии

_______________ Трубина С.А.

«___29__» ____08____2019г.

Рассмотрено

на заседании методического совета

ГБПОУ Прокопьевского горнотехнического

техникума им. В.П. Романова

Методист:

_А.В.Боцман___________

«_26___»_____06___ 2019 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 4

1 Общие методические указания 7

2 Указания к выполнению практических работ8

3 Типовые примеры к решению задач по темам:

3.1«Расчет электрических при различных видах соединения конденсаторов» 9

3.2« Расчет цепей постоянного тока» 11

3.3 « Расчет магнитных цепей» 19

3.4 «Расчет однофазных электрических цепей» 21

3.5 « Расчет трехфазных электрических цепей переменного тока» 26

3.6 «Расчет погрешностей электроизмерительных приборов» 34

Список используемой литературы

Введение

Электротехника – это наука о процессах, связанных с практическим применением электрических и магнитных явлений.

Большое значение электротехники во всех областях деятельности человека объясняется преимуществами электрической энергии перед другими видами энергии, а именно:

Электрическую энергию легко преобразовать в другие виды энергии (механическую, тепловую, химическую и другие виды), и, наоборот, в электрическую энергию легко преобразуются другие виды энергии;

Электрическую энергию можно передавать практически на любые расстояния. Это даёт возможность строить электростанции в местах, где имеются природные энергетические ресурсы, и передавать электрическую энергию в места, где расположены источники промышленного сырья, но нет местной энергетической базы;

Электрическую энергию удобно дробить на любые части в электрических цепях (мощность приёмников электроэнергии может быть от долей ватта до тысяч киловатт);

Процессы получения, передачи и потребления электроэнергии легко поддаются автоматизации;

Процессы, в которых используется электрическая энергия, допускают простое управление (нажатие кнопки, выключателя и т.д.).

Использование электрической энергии позволило повысить производительность труда во всех областях деятельности человека, автоматизировать почти все технологические процессы в промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве и быту, а также создать комфорт в производственных и жилых помещениях. Кроме того, электрическую энергию широко используют в технологических установках для нагрева изделий, выплавки металлов и сплавов, сварки, электролиза, очистки материалов и газов и т.д.

Методические указания являются руководством для выполнения практических работ по дисциплине «Электротехника».

Цели и задачи дисциплины – требования к результатам освоения дисциплины:

В рамках программы учебной дисциплины обучающимися осваиваются умения и знания:

В результате освоения дисциплины обучающийся должен освоить общие компетенции:

ОК 1 – Выбирать способы решения задач профессиональной деятельности применительно к различным контекстам;

ОК 2 –Осуществлять поиск, анализ и интерпретацию информации, необходимой для выполнения задач профессиональной деятельности;

ОК3 –Планировать и реализовывать собственное профессиональное и личностное развитие;

ОК 4 –Работать в коллективе и команде, эффективно взаимодействовать с коллегами, руководством, клиентами;

ОК 5- Осуществлять устную и письменную коммуникацию на государственном языке Российской Федерации с учетом особенностей социального и культурного контекста.

ОК 9 – Использовать информационные технологии в профессиональной деятельности.

ОК 10 –Пользоваться профессиональной документацией на государственном и иностранном языках.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен обладать следующими профессиональными компетенциями, соответствующими основным видам профессиональной деятельности:

ПК 1.1-Выполнять наладку, регулировку и проверку электрического и электромеханического оборудования;

ПК 1.2 –Организовывать и выполнять техническое обслуживание и ремонт электрического и электромеханического оборудования;

ПК 1.3 –Осуществлять диагностику и технический контроль при эксплуатации электрического и электромеханического оборудования;

ПК 2.1 –Организовывать и выполнять работы по эксплуатации, обслуживанию и ремонту бытовой техники;

ПК 2.2 – Осуществлять диагностику и контроль технического состояния бытовой техники;

ПК 2.3 –Прогнозировать отказы, определять ресурсы, обнаруживать дефекты электробытовой техники

1 Общие методические указания

Алгоритм решения задач:

Внимательно прочитать текст задачи;

Записать условие задачи, при необходимости начертить электрическую схему или чертёж;

После разбора условия и содержания задачи наметить план её решения;

Выбрать рациональный способ решения;

Произвести необходимые расчёты, на каждом этапе решения задачи написать формулу, используемую для решения задачи на данном этапе, после чего в неё подставить значения величин обязательно в порядке следования их в формуле, промежуточные решения на каждом этапе выписывать на поля и подчёркивать.

Указать размерности вычисляемых величин;

Записать ответ в задаче;

Оценить правдоподобность полученного результата каждой арифметической операции.

2 Указания к выполнению практических работ

При изучении курса «Электротехника» студенты очного отделения выполняют практические работы. На выполнение практических работ в рабочей программе предусмотрено 26 часов.

Практические работы выполняется в 12 листовой тетради в клетку. Условие задач необходимо полностью переписать, если для решения задачи необходимо выполнить электрическую схему или чертёж ( график, диаграмму), то выполняются они карандашом с использованием чертёжных инструментов. На схемах при необходимости проставляются размеры, на векторных диаграммах указывать масштаб. Условные обозначения должны соответствовать ГОСТам.

Практическое занятие №1

Тема: «Расчет электрических цепей при различных видах соединения конденсаторов».

Цель работы – закрепить знания, полученные при изучении темы « Электрическое поле».

Наименование объектов контроля и оценки: ОК1-ОК5, 9,10

Знать – основные законы электротехники.

Уметь – рассчитывать параметры электрических и магнитных цепей.

Электрическое поле – это одна из двух сторон электромагнитного поля, характеризующаяся воздействием на электрически заряженную частицу с силой, пропорциональной заряду частицы и не зависящей от её скорости.

Векторную величину, характеризующую электрическое поле и определяющую силу, действующую на заряженную частицу со стороны электрического поля, называют напряженностью электрического поля в данной точке: Е =; где F – сила, действующая на заряженную частицу[H],

Q - величина заряда [Кл ].

Единица измерения напряженности В/м.

Электрический конденсатор – это система из двух проводников (обкладок, пластин), разделенных диэлектриком.

Конденсаторы обладают свойством накапливать на своих обкладках электрические заряды, равные по величине и противоположные по знаку.

Электрический заряд Q каждой из обкладок пропорционален напряжению U между ними: Q=CU, где С- электрическая ёмкость конденсатора.

Электрическую ёмкость выражают в фарадах (Ф).

Ёмкость плоского конденсатора определяется по формуле:

С = ᵋ ᵋ_0,

гдеS -площадь каждой обкладки, пластины, м²;

d –расстояние между обкладками, м;

ᵋ₀- абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума равна 8,85*10^-12 Ф/ м;

ᵋ- относительная диэлектрическая проницаемость вещества.

Напряженность электрического поля плоского конденсатора

Е=U/d.

При последовательном соединении конденсаторов на обкладках всех конденсаторов будут одинаковые по величине заряды, а общая ёмкость

двух конденсаторов будет равна: С =С₁С₂/С₁+С_2.

При параллельном соединении напряжение на всех конденсаторах одинаково, а общая ёмкость определяется как: С= С₁+С₂+С₃ +С_n

Типовые примеры к решению задач по теме «Электрическое поле»

Задача №1

К выводам плоского воздушного конденсатора приложено напряжение 800 В. Определить напряженность электрического поля конденсатора при расстоянии между пластинами 5 мм и силу, действующую в этом поле на единичный заряд Q =1,5*10^-7Кл. определить ёмкость конденсатора, если площадь каждой пластины 24 см².

Решение. Напряженность электрического поля плоского конденсатора Е=U/d =800/5*10^-3 =16*10⁴В/м,

F=E*Q =16*10⁴*1,5*10^-7 =0,024 Н.

Ёмкость плоского конденсатора С =ᵋ ᵋ₀ =8,85*10⁴*24*10^-7/0,5*10^-2 =4,25*10^-12Ф =4,25 пФ.

Задачи для решения.

Определить напряженность электрического поля, действующего с силой F =5,4*10^-4Н на заряд Q= 1,8*10^-3Кл.

На расстоянии 1,5 см от заряда Q, находящегося в воздухе, напряженностьэлектрического поля Е =650 кВ/м. Определить заряд Q.

Конденсаторы ёмкостями С₁ =10мкФ и С₂ =15 мкФ соединены последовательно. Определить их эквивалентную ёмкость.

Четыре конденсатора ёмкостями С₁ =0,18 мкФ, С₂ =0,7 мкФ, С₃ = 0,12 мкФ, С₄ =0,5мкФ соединены параллельно. Определить их эквивалентную ёмкость.

Практическое занятие №2, №3

Тема: « Расчет цепей постоянного тока».

Цель работы – закрепить знания, полученные при изучении темы «Цепи постоянного тока».

Наименование объектов контроля и оценки: ОК1-ОК5, 9,10

Знать – основные законы электротехники.

Уметь – рассчитывать параметры электрических и магнитных цепей.

Электрические цепи постоянного тока Основные формулы и уравнения.

Закон Ома для участка цепи: ток, проходящий по участку цепи, прямо пропорционален напряжению U, приложенному к этому участку, и обратно пропорционален его сопротивлению R, т. е.,

I=U/R. (1.1)

где:

U – напряжение, В

R – сопротивление, Ом

Закон Ома для всей цепи I=E/(R+r), (1.2)

где:

E – электродвижущая сила источника электрической энергии, В

R – сопротивление внешней цепи, Ом;

r – внутреннее сопротивление источника, Ом.

Электрическое сопротивление проводника

R=U/I (1.3)

Величину, обратную сопротивлению, называют проводимостью G и выражают в сименсах (См), 1 См = 1/Ом:

. G=1/R (1.4)

Сопротивление провода

R=ƿ

где: ƿ – удельное сопротивление, Ом · мм² /м;

l – длина проводника, м;

S – площадь его поперечного сечения, мм²

Величину, обратную удельному сопротивлению, называют удельной проводимостью ɣ [м / (Ом · мм²)].

Последовательное соединение резисторов:

Эквивалентное сопротивление ряда последовательно соединённых резисторов равно сумме их сопротивлений:

R_экв= R₁ + R₂ +R₃ + R₄ + + R _n

Эквивалентное сопротивление параллельно соединенных двух резисторов равно:

Первый закон Кирхгофа. Сумма токов, направленных к узлу электрической цепи , равна сумме токов, направленных от узла, или алгебраическая сумма токов в узле равна 0:

I₁+I₂ =I₃ +I₄+I₅ или

∑I =0

Типовые примеры к решению задач по теме «Расчет цепей постоянного тока»

Задача №1

Рис 1 Электрическая схема соединения резисторов

Определить в данной схеме (рис 1) токи в ветвях и напряжения на элементах цепи, и на зажимах цепи, если они известны.

Дано: R₁=2 Ом, R₂=15 Ом, R₃=4 Ом, R₄=6 Ом, R₅=15 Ом, R₆=4 Ом, U₂=15 В

Решение:

Приведем данную схему к эквивалентной: с одним резистором, осуществляя замену соединенных последовательно или параллельно резисторов на один эквивалентный.

1.Эквивалентный резистор для R₄и R₃,соединенных последовательно определяется по формуле:

2.Эквивалентный резистор для параллельно соединенных резисторов R₅ и R₃₄ определяется по формуле:

3.Эквивалентный резистор для R₆ и R₃₄₅, соединенных последовательно определяется по формуле:

4.Эквивалентный резистор для параллельно соединенных резисторов R₂ и R₃₄₅₆ определяется по формуле:

5.Эквивалентное сопротивление данной электрической цепи определяется по формуле:

6.Зная U₂ и сопротивление R₂, используя закон Ома находим ток на этом резисторе:

7.Пользуясь первым законом Кирхгофа, определяем значение тока I₁:

8.Определяем потери напряжения на резисторе

9. Определяем напряжение цепи

Задача №2

Цепь постоянного тока содержит резисторы, соединенные смешанно (рис 2).

В цепь постоянного тока подключены 6 резисторов. Зная эти величины R₁= 40м, R₂ =2 Ом, R₃ = 6 Ом, R₄ = 4 Ом, R₅ =10 Ом, R₆ = 2Ом, I₄ = З А, t=8ч

Определить:U_АВ, мощность, потребляемую цепью и расход электрической энергии за 8 часов работы. Пояснить с помощью логических рассуждений характер изменения напряжения U₁ если резистор R₁ замкнут накоротко. При этом считать U_АВ неизменным.

Рис 2 Электрическая схема соединений резисторов

Решение:

Приведем схему к эквивалентной с одним резистором, осуществляя замену соединенных последовательно или параллельно резисторов на один эквивалентный:

1.Эквивалентный резистор для последовательно соединенныхR₅ и R₆

2.Эквивалентный резистор для R₄ и R₅₆ соединенных параллельно

3.Эквивалентный резистор для параллельно соединенныхR₄₅₆ и R₃

4.Эквивалентный резистор для параллельно соединенныхR₄₅₆ и R₂₃

5.Эквивалентное сопротивление цепи относительно зажимов источника

6.Определим напряжение на резисторе R₄

7.Так как резисторы R₂R­₃R₄R₅₆ соединены параллельно то:

8.Используя закон Ома определяем токи:

или

9.Мощность цепи

10.Определим расход электроэнергии:

11.РезисторR₁ замкнут накоротко, при неизменном U_AB = 60 В Схема будет выглядеть следующим образом

Рис 3 Электрическая схема соединений резисторов

12.Эквивалентное сопротивление цепи относительно зажимов источника

13.Так как резисторы R2 R¬3 R4 R56 соединены параллельно то:

14.Используя закон Ома определяем значения тока:

15.Проверим правильность вычисления токов, используя первый закон Кирхгофа

Таким образом задача решена верно.

Задачи для решения:

1. Каково эквивалентное сопротивление цепи, показанной на рис. 4, если все резисторы в ней имеют одинаковое сопротивление R?

1. Rэ = 2R.

2. Rэ = R.

3. Rэ = 4R.

4. Rэ = R/2.

5. Rэ = R/4.

Рис.4

2. На рис. 5 все резисторы имеют одинаковое сопротивление R. Как изменится показание амперметра, если замкнуть ключ К?

Рис. 5

3. Как изменится напряжение U₁₂ на резисторах R₁ и R₂ в схеме на рис. 6, если движок реостата R₃ переместить вниз?

Рис. 6

4. Для электрической цепи (рис. 7), по данным из таблицы, для электрической цепи, определить токи в ветвях цепи и падения напряжения на приемниках. Проставить направления токов в цепи.

Рис. 7

R₁

R₂

R₅

R₄

R₆

R₃

Практическое занятие №4, №5

Тема: «Расчет магнитных цепей»

Цель работы – закрепить знания, полученные при изучении темы «Электромагнетизм».

Наименование объектов контроля и оценки: ОК1-ОК5, 9,10

Знать – основные законы электротехники.

Уметь – рассчитывать параметры электрических и магнитных цепей.

Характеристики магнитного поля:

Магнитная индукция В – векторная величина, характеризующая магнитное поле и определяющая силу, действующую на движущуюся заряженную частицу со стороны магнитного поля.

Единицей магнитной индукции является вебер (Вб), деленный на квадратный метр, или тесла (Тл):

[B] =1Вб/1м² =1Тл

2.Амсолютная магнитная проницаемость среды µ_а - величина, являющаяся коэффициентом, отражающим магнитные свойства среды:

µ_а =µ₀ µ_r,где µ_{0 =}4π10^-7Ом*c/м – магнитная постоянная, характеризующая магнитные свойства вакуума.

Единицу Ом*называют генри (Гн), следовательно [ µ₀] =Гн /м/

Величину µ_rназывают относительной магнитной проницаемостью среды. Она показывает, во сколько раз индукция поля, созданного током в данной среде, больше или меньше, чем в вакууме, и является безразмерной величиной.

Напряженность магнитного поля Н –векторная величина, которая не зависит от свойств среды и определяется только токами в проводниках, создающими магнитное поле.

Единица напряженности магнитного поля –ампер на метр:

[H]=1A /1м,

Напряженность связана с магнитной индукцией соотношением:

В = µ_аН.

3.Магнитный поток Ф – это произведение магнитной индукции В на площадь S перпендикулярную вектору магнитной индукции

Ф=В*S =B*Scosα, где α –угол между вектором В и перпендикуляром к

4. Электромагнитная сила. На проводник с током длиной l,

находящийся в магнитном поле, перпендикулярно направлению поля действует сила F выражаемая в ньютонах Н.

F =IBl =IBlsinα, где α это угол между проводником с током и в

вектором магнитной индукции.

5. Первый закон Кирхгофа: алгебраическая сумма магнитных потоков для любого узла магнитной цепи равно нулю.

Ф= Ф₁+Ф₂ или Ф - Ф₁– Ф₂=0

Закон полного тока: намагничивающая сила вдоль контура равна полному току, проходящему сквозь поверхность, ограниченную этим контуром.

∑I =F_м, F_м =H₁ l₁ +H₂ l₂ +H ₃l₃ + +Hnln

Типовой пример к решению задач по теме «Электромагнетизм»

Определить число витков в обмотке электромагнита, а также абсолютную и относительную магнитную проницаемости сердечника, изготовленного из электротехнической стали, если при включении его в сеть постоянного тока в сердечнике возникает магнитный поток Ф=310^-3Вб и по его обмотке проходит ток намагничивания I=6А, а сечение стального сердечника электромагнита S =20 см², а длина средней силовой линии 60 см.

Решение: используя систему СИ:

S=2 10^-3м^2,l = 0,6 м

Определяем магнитную индукцию в стальном сердечнике:

В =Ф/S =3 10^-3/2 10^-3 =1,5 Тл

Напряженность магнитного поля находим по кривым намагничивания рис. 3.14, стр.88 [1], Н =1200А/м

Абсолютная магнитная проницаемость электротехнической стали:

µ_а =В/H =1,5/ 1200= 0, 00125 =125 10^-5Гн/м

Относительная магнитная проницаемость

µ_r, = µ_а/µ₀ =125 10^-5/ 4π 10^-7= 995,22 =995

Определяем число витков из уравнения :Hl =Iω

ω =Hl/I =1200 0,6/6 =120 витков

Задачи для решения:

Вычислить магнитную индукцию в сердечнике подковообразного магнита, если подъёмная сила его равна 90 Кг, а поперечное сечение 10 см².

На проводник с током 50А, расположенный в магнитном поле перпендикулярно силовым линиям , действует сила 3Кг. Определить магнитную индукцию поля, если длина проводника равна 50 см.

Определить напряженность магнитного поля внутри длинной цилиндрической катушки при величине тока 0,3 А, если число витков катушки равно 300, длина катушки 0,5 м.

В однородное магнитное поле с индукцией В =1,4 Тл внесена рамка площадью 150 см² перпендикулярно линиям магнитного поля. Определить магнитный поток, пронизывающий эту рамку, и магнитный поток при её повороте на углы 25⁰ и55⁰ от вертикали.

Практическое занятие №6, №7, №8

Тема: «Расчет однофазных электрических цепей»

Цель работы – закрепить знания, полученные при изучении темы: «Электрические однофазные цепи переменного тока» .

Наименование объектов контроля и оценки: ОК1-ОК5, 9,10

Знать – основные законы электротехники.

Уметь – рассчитывать параметры электрических и магнитных цепей.

Типовой пример к решению задач по теме «Расчет однофазных электрических цепей»

Активное сопротивление катушки R₁=8 Ом, индуктивное X_L=22 Ом. Последовательно с катушкой включены активное сопротивление R₂=4 Ом и конденсатор с сопротивлением X_C=6 Ом (рис.4). К цепи приложено напряжениеU=200 В (действительное значение). Определить силу тока в цепи; коэффициент мощности; активную и полную мощности; напряжение на каждом сопротивлении. Начертить в масштабе векторную диаграмму цепи. Как следует изменить сопротивление конденсатора, чтобы в цепи наступил резонанс напряжений и чему равен ток при резонансе?

Решение

Полное сопротивление цепи:

Сила тока в цепи:

Коэффициент мощности цепи:

(по таблицам Брадиса находим φ=53°).

Активная мощность:

или

Реактивная мощность:

или

Здесь.

Знак у положительный, так как в цепи преобладает индуктивное сопротивление (X_L > X_C);

ПриX_C > X_L

Полная мощность:

или

Напряжения на сопротивлениях цепи:

Построение векторной диаграммы начинаем с выбора масштабов для тока и напряжения. Исходя из размеров тетрадного листа задаемся масштабом по напряжению M_U= 20 В/см.

Откладываем по горизонтали вектор тока I=10 А, его длинна составит 10 см (рис.5). Вдоль вектора тока откладываем в принятом масштабе вектор падения напряжения в активном сопротивлении катушки U_R1, его длинна составит 4 см.

К концу вектора U_R1 к концу вектора вдоль опережения вектора тока на 90° откладываем вектор падения напряжения в индуктивном сопротивлении катушки U_L(его длинна 1 см), к его концу прибавляем вектор падения напряжения в активном сопротивлении U_R2 (его длинна равна 2 см); этот вектор направляем вдоль вектора тока. К концу вектора U_R2 прибавляем вектор U_C (его длинна равна 3 см), который откладываем перпендикулярно вектору тока в сторону его отставания. Геометрическая сумма этих четырех векторов равна вектору напряжения U.

Из диаграммы следует что вектор напряжения опережает вектор тока на угол φ. этот угол > 0 и откладывается в положительном направлении от вектора тока к вектору напряжения (см. стрелку на рис.5).

Для наступления резонанса напряжений необходимо соблюдение условия X_L=X_C; в данной задаче для этого следует увеличить X_C до 22 Ом, тогда

И сила тока увеличится до значения

Задачи для решения:

В цепь переменного тока последовательно активному сопротивлению R и индуктивному Х_L,включен конденсатор, емкостное сопротивление которого Х_С,частотаf=50Гц.

По данным значениям в таблице, определить неизвестные параметры. Построить векторную диаграмму напряжений и тока.

Практическое занятие №9, №10,№11

Тема: «Расчет трехфазных электрических цепей переменного тока».

Цель работы – закрепить знания, полученные при изучении темы « Трехфазный ток».

Наименование объектов контроля и оценки: ОК1-ОК5, 9,10

Знать – основные законы электротехники.

Уметь – рассчитывать параметры электрических и магнитных цепей.

Основные формулы, используемые при решении задач:

При соединении обмоток генератора «звездой» концы всех обмоток соединяются в одну точку, которую называют нулевой.

U_л =U_ф

I_л =I_ф,

Ток в нулевом проводе: I_{0 =}I _А +I_В+I_С

U_л =U_ф

I_л =I_ф

Мощность трехфазного тока определяется по формулам:

Активная мощность Р =3I _фU_фcosφ = cosφ, Вт

Реактивная мощность Q =3I _фU_фcosφ = cosφ, Вт

При соединении обмоток генератора в «треугольник» конец первой обмотки соединяется с началом второй обмотки, конец второй обмотки с началом третий обмотки, а конец третий обмотки с началом первой обмотки.

U_л =U_ф

I_л =I_ф

Мощность трехфазного тока определяется по формулам:

Активная мощность Р =3I _фU_фcosφ = cosφ, Вт

Реактивная мощность Q =3I _фU_фcosφ = cosφ, Вт

Типовые примеры к решению задач по теме «Расчет трехфазных цепей»

В цепь трехфазного тока включены потребители звездой. Параметры элементов фаз известны. Зная линейное напряжение цепи необходимо определить: ток в нулевом проводе, активную, реактивную и полную мощности цепи. Частота тока 50 Гц.

Дано: R_A=30 Ом, C_A=80 мкФ, L_B=159 мГн, C_С=63,7 мкФ, U_Л=660 В

Решение:

Рис 7 Соединение обмоток генератора звездой

Найдем величины емкостных сопротивлений

Определим полное сопротивление фаз:

Определим фазное напряжение:

Определим фазные токи:

Определим мощность цепи:

Активная мощность:

Реактивнаямощность:

Полнаямощность:

Масштаб:

Рис 8 Диаграмма напряжений и токов

Пример №2

В цепь трехфазного тока включены потребители треугольником под линейное напряжениеU_ном=220 В. Зная параметры элементов схемы определить линейные токи и мощность цепи:

Рис. 9 Соединение потребителей треугольником

Ом.

2.Определим фазные токи. (т.к. соединение потребителей треугольником, то U_ф=U_ном):

А;

А;

А.

3.Определим мощность цепи:

а) активная мощность:

Вт.

б) реактивная мощность:

ВАр.

в) полная мощность:

В∙А.

4.Линейные токи находим из векторной диаграммы. Предварительно определим угол сдвига фаз между током и напряжением в каждой фазе:

, ;

, ;

, ;

Масштаб; .

Векторную диаграмму начинаем строить с трехлучевой звез­ды, на лучах которой откладываем в масштабе линейные напря­жения. Потом строим вектора фазных токов под углом к линей­ному напряжению равному сдвигу фаз между током и напряже­нием в каждой фазе. Если угол положителен, то ток отстает от напряжения (по часовой стрелке). Если отрицателен, то (против часовой стрелки) ток опережает направление.Если угол равен 0, то он совпадает по фазе с напряжением. На базе векто­ров токов строим треугольник, стороны которого будут линейны­ми токами. Направление вектора линейного тока от отрицательного вектора фазного тока идет к положительному вектору фазного тока.

Рис.10 диаграмма напряжений и токов

;

;

;

А;

А;

А

Задачи для решения :

В цепь трехфазного тока включены потребители звездой. Параметры элементов фаз известны. Зная линейное напряжение цепи необходимо определить: ток в нулевом проводе, активную, реактивную и полную мощности цепи. Частота тока 50 Гц.

Рис. 11 Соединение потребителей звездой

Варианты заданий для решения задач на соединение звездой

Практическое занятие №12, №13

Тема: «Расчет погрешностей электроизмерительных приборов »

Цель работы: Закрепить теоретические знания, полученные при изучении темы « Электрические измерения».

Наименование объектов контроля и оценки; ОК1–ОК5, 9,10

Знать – основные законы электротехники.

Уметь – рассчитывать параметры электрических и магнитных цепей.

Измерение – это нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.

Измерительный прибор – это средство измерения, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.

Погрешности измерений:

Абсолютная погрешность – это разность между измеренным и действительным значениями измеренной величины:

А = А_изм – А,

Где = А_изм и А – измеряемое и действительное значения, А – абсолютная погрешность.

Относительная погрешность β равна отношению абсолютной погрешности Ак действительному значению измеряемой величины и выражается в процентах:

β = 100 ,

3.Приведенная погрешность измерительного прибора – это отношение абсолютной погрешности к номинальному значению

Β_прр = 100 .

Задача №1 Вольтметр класса точности 1,0 с пределом измерения 300В, имеющий максимальное число делений 150, поверен на отметках 30, 60,100,120 и 150 делений, при этом абсолютная погрешность в этих точках составляла 1,8; 0,7; 2,5; 1,2; 0,85В. Определить соответствует ли прибор указанному классу точности, и относительные погрешности на каждой отметке.

Решение:

1. Вольтметр класса точности 1,0 с пределом измерений 300В имеет наибольшую абсолютную погрешность 3В. Так как значение абсолютной погрешности на всех поверяемых отметках менее 3В, то прибор соответствует классу точности 1,0.

2. Определяем цену деления вольтметра:=2В

3.Определяем относительные погрешности: β = 100

β₁= 100

β₂ = 100

β₃ = 100

β₄ = 100

β₅ = 100

Примеры для решения:

1.Определить для вольтметра с пределом измерения 30В класса точности 0,5 относительную погрешность для точек 5, 10, 15, 20, 25 и 30 В наибольшую абсолютную погрешность прибора.

2. Вольтметр с пределом измерения 7,5 В и максимальным числом делений 150 имеет наибольшую абсолютную погрешность 36мВ. Определить класс точности прибора и относительную погрешность в точках 40, 80, 90, 100 и 120 делений.

3. Амперметр класса точности 1,5 имеет 100 делений. Цена каждого деления 0,5А. определить предел измерения прибора, наибольшую абсолютную погрешность в точках 10, 30, 50, 70 и 90 делений.

4. Определить класс точности микроамперметра с двухсторонней шкалой и пределом измерения 100мкА, если наибольшее значение абсолютной погрешности на отметке 40мкА и равно 1,7мкА. Определить относительную погрешность пробора для этого значения.

Информационное обеспечение обучения

Основные источники:

Славинский, А.К. Электротехника с основами электроники [Электронный ресурс]. - М.: ИД ФОРУМ: НИЦ Инфра-М, 2017.

Гальперин, М.В. Электротехника и электроника [Электронный ресурс]. - М.:Форум, НИЦ ИНФРА-М, 2017

Ситников, А.В. Основы электротехники [Электронный ресурс]. - М.:КУРС, НИЦ ИНФРА-М, 2017

Водовозов, А.М. Основы электроники [Электронный ресурс].- М.: ИНФРА-Инженерия, 2017

Иванов, И.И. Электротехника и основы электроники [Электронный ресурс].- Санкт-Петербург: Лань, 2017

Лоторейчук, Е.А. Теоретические основы электротехники [Электронный ресурс]. - М.: ИД ФОРУМ: НИЦ ИНФРА-М, 2015.

Немцов. М.В Электротехника и электроника [Текс]: Учебник для студ. Общеобразоват. Учреждений сред. Проф. Образования/М.В. Немцов, М.Л. Немцова. 6-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2013.-480с.

Дополнительные источники:

8. Данилов, И. А. Общая электротехника с основами электроники [Текс]: Учебное пособие для неэлектротехнических специальностей средних специальных учебных заведений / И. А. Данилов, П. М. Иванов . – 6-е изд., стер . – М. : Высшая школа, 2012 . – 752 с.

9.Берёзкина, Т.Ф.Задачник по общей электротехники с основами электроники [Текс]: Учебное пособие для студ. неэлектротехнических специальностей средних специальных учебных заведений / Т.Ф. Берёзкина, Н.Г. Гусев, В.В. Масленников. – М.: Высшая школа, 1998. -380 с.: ил.

10.Синдеев, Ю.Г. Электротехника с основами электроники [Текст]: Учебное пособие/ Ю.Г. Синдеев. – Ростов н/Д: Феникс, 2011. – 407 с.

11. Егоров, Н.М. Электротехника. Конспект лекций [Текст]: Учебник для вузов/ Н.М. Егоров.-Красноярск.: ИПК, 2008. – 330 с.

12. Касаткина, А.С. Электротехника [Текст]: Учебник для вузов/ А.С. Касаткина, М.В. Немцов. – М.: Высшая школа, 2000.-544с.

13. Паначевный, Б.И. Курс электротехники [Текст]: Учебник для вузов/ Б.И. Паначевный. – Торсинг, Феникс, 2002. – 288 с.

Электронные издания (электронные ресурсы)

1.Электронный ресурс книг по теоретическим основам электротехники Форма доступа: http://www.toroid.ru/toe.html

2.Электронный ресурс «Электронная электротехническая библиотека». Форма доступа: http://www.electrolibrary.info/

3.Электронный ресурс «Электрик.Электричество и энергетика». Форма доступа: http://www.electrik.org/

4.Электронный ресурс «Новости электротехники». Форма доступа: http://news.elteh.ru/

5.Электронный ресурс «Новости электротехники». Форма доступа: http://netelectro.ru/

6. Интернет-ресурсы WWW.studmed.ru

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/370901-metodicheskie-ukazanija-po-vypolneniju-prakti