Практические работы по электротехнике и электронике

Министерство образования и науки Самарской области

государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования Самарский техникум авиационного и промышленного машиностроения им. Д.И. Козлова.

Методические указания

по выполнению практических работ

по дисциплине

Электротехника и электроника

для студентов

2

Курса

Специальности:

Технология машиностроения

2012г.

Рассмотрено:

На заседании ПЦК общепрофессиональных дисциплин

Председатель ___________Г.В. Муракова

Утверждаю:

Зам. Директора по УР

_____________Н.В. Кривчун

Разработчик А. С. Губарь преподаватель ГБОУ СПО СТАПМ им.

Д. И. Козлова

Рецензент:______________________________

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Дисциплина «Электротехника и электроника» является общепрофессиональной для специальности «Технология машиностроения».

Программа дисциплины составлена с учетом связи с другими дисциплинами учебного плана и рассчитана на знание студентами физики и математики в объеме средней школы.

Студенты должны использовать прогрессивную методику экспериментов с применением вычислительной техники и микроэлектроники. Развитие техники связи происходит быстро, поэтому теоретическая подготовка по электротехнике и электронике должна осуществляться с общих позиций, которые остаются справедливыми при появлении новых технических решений и инженерных устройств.

Для лучшего усвоения материала, закрепления знаний и умений на уроках проводятся практические работы , которые представлены в данных методических рекомендациях.

Раздел 1

Тема 1.1 Электрическое поле

Электрический заряд, закон Кулона, характеристики электрического поля, проводники и диэлектрики. Электрическая емкость, конденсаторы, способы соединения конденсаторов

Вопросы для самоконтроля по теме:

Закон сохранения заряда

Закон Кулона

Электрическое поле , напряженность электрического поля

Принцип суперпозиции полей

Работа сил электростатического поля

Проводники и диэлектрики

Конденсаторы

Энергия заряженного конденсатора

Раздел 2

Тема 2.1.Физические процессы в электрических цепях постоянного тока

Проводники в электрическом поле. Электростатическая индукция. Электропроводность проводников. Диэлектрики в электрическом поле. Электрические свойства диэлектриков: поляризация, электропроводность, электрическая прочность, пробой, диэлектрические потери. Электрический ток в вакууме. Свойства полупроводников: собственная и примесная проводимость полупроводников. Полупроводники р-типа, n-типа, ВАХ р-n-перехода

Вопросы для самоконтроля по теме:

- Проводники (классификация и применение)

- Диэлектрики (классификация и применение)

- Полупроводники (классификация и применение)

- Проводники и диэлектрики в электрическом поле

- Собственная и примесная проводимость полупроводников

Тема 2.2.Электрические цепи. Элементы электрических цепей

Электрическая цепь, элементы электрической цепи, классификация электрических цепей. Электрические схемы: структурные, принципиальные, электрические, монтажные, чтение электрических схем. Преобразование электрической энергии в другие виды энергии. Источник ЭДС, электродвижущая сила источника, понятие идеального, реального источников ЭДС. Устройство, принцип работы генератора постоянного тока. Схема замещения реального источника ЭДС и приемника электрической нагрузки. Закон Ома для замкнутой (полной) цепи, закон Ома для участка цепи. Энергия, мощность, баланс мощности и коэффициент полезного действия. Закон Джоуля - Ленца.

Режимы работы электрической цепи, режимы работа источников ЭДС. Электрическая цепь с изменяющейся нагрузкой. Потери напряжения в проводах. Понятие пассивных и активных элементов электрических цепей, двух-, четырехполюсники

Вопросы для самоконтроля по теме

- Электрическая цепь

- преобразование электрической энергии в другие виды энергии

- Устройство и принцип работы генератора постоянного тока

- Закон Ома для участка и для полной цепи

- Режимы работы электрической цепи

- Закон Джоуля -Ленца

- Потери в электрических цепях

Тема 2.3 Методы расчета и измерения основных параметров электрических цепей

Цели и задачи расчета электрических цепей. Неразветвленная электрическая цепь. Потенциальная диаграмма неразветвленной электрической цепи. Метод наложения токов. Второй закон кирхгофа. Схемы соединения элементов электрических цепей. Понятие эквивалентного сопротивления. Первый закон Кирхгофа. Методы расчета электрических цепей. Приборы для измерения напряжения, тока и мощности, схемы включения измерительных приборов.

Вопросы для самоконтроля по теме:

- Последовательное, параллельное и смешанное соединение резисторов

- Первый закон Кирхгофа

- Второй закон Кирхгофа

- Метод эквивалентных преобразований схем

- Метод узловых и контурных уравнений

- Метод наложения токов

Раздел 3

Тема 3.1 Магнитное поле

Магнитное поле. Закон Ампера. Сила взаимодействия двух параллельных проводников с током. Абсолютная магнитная проницаемость, магнитная проницаемость.

Проводник с током в магнитном поле. Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле Характеристики магнитного поля. Магнитная индукция. Магнитный поток. Магнитное потокосцепление: собственное и взаимное. Индуктивность, индуктивность собственная и взаимная. Коэффициент магнитной связи. Индуктивность катушки, двухпроводной линии. Напряженность магнитного поля. Закон полного тока. Энергия магнитного поля катушки с током.

Вопросы для самоконтроля по теме:

- Закон Ампера (формулировка и формула)

- Сила взаимодействия двух проводников с током

- Магнитная проницаемость

- Магнитная индукция

- Магнитный поток

- Закон полного тока

Тема 3.2 Магнитные цепи

Магнитные цепи: классификация магнитных цепей, цели и задачи расчета магнитных цепей. Назначение ферромагнитного сердечника. Магнитное сопротивление. Закон Ома и законы Кирхгофа для магнитных цепей. Виды потерь в магнитных цепях. Расчет магнитных цепей: прямая и обратная задачи. Магнитные потери в катушке с ферромагнитным сердечником, их влияние на ток в катушке. Измерение магнитной индукции, магнитного потока, магнитных потерь

Вопросы для самоконтроля по теме:

- Классификация магнитных цепей.

- Назначение ферромагнитного сердечника.

- Магнитные потери

Раздел 4

Тема 4.1.Начальные сведения о переменном токе

Явление переменного тока, получение переменной (синусоидальной) ЭДС. Принцип действия и конструкция генератора переменного тока. Уравнение и графики синусоидальной ЭДС. Векторные диаграммы Характеристики синусоидальных величин: предельное (амплитудное), действующее, среднее, мгновенное значение синусоидально изменяющихся электрических величин

Вопросы для самоконтроля по теме:

- Получение переменного тока

- характеристики переменного тока

-построение векторных диаграмм

Тема 4.2.Расчет электрических цепей переменного тока

Элементы и параметры электрической цепи переменного тока. Цепь переменного тока с активным сопротивлением: напряжение, ток, мощность, векторная диаграмма. Цепь переменного тока с индуктивностью: напряжение, ток, мощность, векторная диаграмма.

Цепь переменного тока с емкостью: напряжение, ток, мощность, векторная диаграмма. Схемы замещения реальных катушек и конденсаторов.

Вопросы для самоконтроля по теме:

- неразветвленные цепи переменного тока (построение диаграмм, расчет параметров)

- разветвленные цепи переменного тока (построение диаграмм, расчет параметров)

- Мощность в цепях переменного тока (активная, реактивная, полная -определения, формулы)

Тема 4.3.Трехфазная симметричная система ЭДС. Трехфазные цепи

Получение трехфазной симметричной системы ЭДС, способы графического представления, система уравнений, векторные диаграммы фазных и линейных ЭДС, напряжений.

Устройство, принцип работы синхронного генератора. Схемы соединения обмоток генератора. Фазные и линейные параметры. Понятие симметричных, несимметричных трехфазных цепей.

Трехфазные симметричные цепи при схеме соединения потребителя звездой, треугольником. Соотношение фазных, линейных параметров, мощность, коэффициент мощности. Расчет, построение векторных диаграмм. Трехфазные несимметричные цепи при схеме соединения потребителя звездой. Роль нулевого провода, смещение нейтрали. Расчет фазных и линейных параметров, мощности, векторные диаграммы.

Трехфазные несимметричные цепи при схеме соединения потребителя треугольником. Расчет фазных и линейных параметров, мощности, коэффициента мощности. Векторные диаграммы.

Вопросы для самоконтроля по теме:

- принцип работы синхронного генератора

- соединение нагрузки по схемам «звезда», «треугольник»

- фазные и линейные напряжения и токи (определения, формулы)

-Мощность в трехфазных цепях (определение, формула)

Тема 4.4 Общие сведения об электрическом и электромеханическом оборудовании

Электротехнические устройства для преобразования электрической энергии: электродвигатели станков и механизмов; виды механических передач движения. Осветительные установки; нагревательные установки, их устройство, принцип действия, основные характеристики, правила эксплуатации. Аппараты защиты: автоматические выключатели и предохранители, их назначение, устройство, принцип срабатывания, основные характеристики, степень защиты, условия выбора.

Коммутационные аппараты. Автоматическое регулирование: структура системы автоматического регулирования

Вопросы для самоконтроля по теме:

- асинхронные двигатели (устройство, основные характеристики, принцип работы)

- синхронные генераторы (устройство, основные характеристики, принцип работы)

- предохранители (устройство, основные характеристики, принцип работы)

- машины постоянного тока (устройство, основные характеристики, принцип работы)

Раздел 5

Тема 5.1 Полупроводниковые приборы и устройства

Общие сведения о полупроводниках: электропроводность полупроводников; контактные явления в полупроводниках; электронно-дырочный p-n переход, вольтамперная характеристика (ВАХ) p-n перехода. Полупроводниковые приборы: диоды, транзисторы, тиристоры, их характеристики, классификация, области применения. Основные характеристики, области применения полупроводниковых устройств: выпрямители; инверторы; стабилизаторы напряжения; сглаживающие фильтры

- диоды (устройство, основные характеристики, принцип работы)

- генератор электрического сигнала(устройство, основные характеристики, принцип работы)

- биполярные и полевые транзисторы(устройство, основные характеристики, принцип работы)

Практическая работа №1

Тема: Расчет сложных электрических цепей

Цепь постоянного тока состоит из смешанного соединения пятирезисторов. В таблице в строке, соответствующей номеру Вашего варианта, задан номер рисунка и исходные данные.Определите общее напряжение и все токи, протекающие в цепи. Решение задачи проверьте, составив баланс мощностей. Перед решением задачи укажите направления токов на схеме и обозначьте их.Вариант

Номер рисун ка

Е

R_i

R₁

R₂

R₃

R₄

R₅

В

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

1

1

120

1

19

60

60

40

6

2

2

96

1,5

30

120

40

90

180

3

3

104

2

20

80

40

150

100

4

4

160

2

36

12

36

18

15,6

5

5

84

2

17,5

30

90

60

16

6

6

276

2

75

150

100

20

60

7

7

60

1,5

54

12

30

6

9

8

8

75

1

18

18

8

8

5

9

1

96

1

36

18

11

24

12

10

2

27

1

40

160

28

120

49

рис 1

рис. 2

рис 3

рис. 4

рис.5

рис 6

рис 7

рис 8

УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ №1

Выполнения задания №1 требует знания основных законов пос тинного тока, производных формул этих законов и умение применить их для расчёта электрических цепей со смешанным соединением резисторов.

Методику и последовательность действий рассмотрим на конкретном примере. Задана схема цепи и значения сопротивлений резисторов:

R1=30Ом

R2=20 Ом

R3=30 Ом

R4,=50 Ом

И мощностью цепи Р=320Вт

Определить:

1. Эквивалентное сопротивление цепи . Rэкв;

2. Токи, проходящие через каждый резистор решение проверить

применяя первый закон Кирхгофа.

Порядок выполнения:

Дано:

R1=30Ом

R2=20 Ом

R3=30 Ом

R4,=50 Ом

Р=320 Вт

Найти: Rэкв?I1? I2?I?

3.Находим эквивалентное сопротивление для резисторов R1 и R2, используем формулу для параллельного соединения резисторов.

4. Находим эквивалентное сопротивление всей цепи

Rэкв= R1-2 +R3+ R4, т.к. они соединяемы последовательно.

5. Выпишем формулу мощности: P=, I=

6. Определим значения напряжения на параллельном соединении резисторов R1, R2; U1,2=I R1-2

7. Следовательно, зная напряжение на параллельном участке (R1, и R2)цепи можно найти токи ветвей по закону Ома:

I1=

I2=

8. По первому закону Кирхгофа проверяем правильность решения задачи: I=I1+I2

Используя порядок выполнения, подставляя числовые значения, определяем все неизвестные к своему варианту.

Практическая работа №2

1. Тема: Расчет характеристик магнитного поля

Два параллельных провода одинаковой длинны L подвешены на

опорах в воздухе (относительная магнитная

проницаемость µ=1) Расстояние между проводами А причем L»А, по одному

проводу проходит ток I1. а по другому I2 .В результате возникновения магнитных полей на провода будут

действовать равные по величине электродинамические силы

Определить величины электродинамических сил F1 F2-Перечертить рисунок и показать на нём направление действие этих сил, объяснив, как это определяется.

Числовые значения всех величин к данному заданию приводятся в таблице

Номер

варианта

I1

A

I2

A

A

м

L

м

Номер

варианта

I1

A

I2

A

A,

м

L,

м

01

90

50

0,70

90

09

30

120

0,80

110

02

80

45

0,65

80

10

20

100

0,75

100

03

70

40

0,60

70

11

50

100

0,50

140

04

60

30

0,55

60

12

100

50

0,60

200

05

50

20

0,50

50

13

120

150

0,55

150

06

100

40

1,00

100

14

200

100

0,45

130

07

80

30

0,90

80

15

150

120

0,65

120

08

50

50

0,85

50

16

100

200

0,45

150

УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ №2

Магнитное поле характеризуется напряженностью и магнитной индукцией.

В- магнитная индукция поля(Тл) определяется формулой:

В=µ0Н

µ0-магнитная проницаемость (Генри/метр-Гн/м).

Н- Напряженность магнитного поля (А/м)

µ0= 4П10^-7 Гн/м ( для воздуха)

Вокруг проводника с током создается магнитное поле. Если поместить два проводника с током на некоторое расстояние друг от друга, то в результате взаимодействия их магнитных полей на каждый провод действуют электродинамические силы, равные по значению.

На 1-ый провод действует электродинамическая сила F1 направление которой мы определяем правилом левой руки (как показано на рисунке). На второй провод действует силаF₂, соответственно, значение их определяются формулой: F1=F₂= µ0.I1I2L/2П) (П=3,14) Где : ]1и]₂-токи в проводах (А)

L-длина параллельных проводов (м)

A- расстояние между проводами (м) Используя числовые данные приложение по номеру своего варианта, производим вычисление и показываем графически.

Практическая работа №3

Тема: Расчет параметров переменного поля

Дана временная диаграмма тока и напряжения одной частоты. Определите по ней: мгновенные значения u, i в момент , максимальные значенияt U_m , I_m , начальные фазы ψ_u ,ψ_i , сдвиг фаз φ, период Т. Вычислите угловую w и циклическую f частоты. Запишите уравнения для мгновенных значение тока и напряжения

рисунок 1

рисунок 2

рисунок 3

рисунок 4

рисунок 5

рисунок 6

рисунок 7

рисунок 8

рисунок 9

рисунок 10

УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ №3

Решение этой задачи требует умения определять основные параметры переменного тока. К основным параметрам относятся:

- максимальное значение U_m ,I_m;

- мгновенное значение i=I_m u= U_m

- действующие значения U= U_m/ ; I= I_m/

- период Т- время одного полного колебания;

- циклическая частота f=1/T;

- угловая частота w=2πf;

- начальная фаза ψ- угол между началом координат на временной диаграмме и началом колебания.

Угол ψ положителен, когда синусоидальная функция смещена влево относительно начала координат. Если график функции смещен вправо от начала координат, то угол ψ, имеет отрицательный знак.

- сдвиг фаз φ=ψ_u-ψ_i - разность начальных фаз двух синусоидальных величин

Пример решения задачи: Даны временные диаграммы тока и напряжения. Определить по ним: мгновенные значения тока и напряжения в момент времени t=50 мкс, максимальные значения, начальные фазы, действующие значения, сдвиг фаз, период. Вычислите угловую и циклическую частоты. Запишите уравнения мгновенных значений тока и напряжения

1. Максимальные значения напряжения и тока:

U_m = ЗВ ; I_m = 20 мА .

2. Мгновенные значения напряжения и тока в момент t= 50 мкс:

u (t) =2,5 В; i(t)= 10мА.

3. Начальные фазы напряжения и тока:ψ_u= 60° ψ_i=-30°.

4. Для определения характера цепи вычисляют сдвиг фаз между напряжением и током (а не наоборот):φ= ψ_u-ψ_i=60-(-30)= 90°

напряжение опережает, ток на угол = 90°.

5. Период Т = 400 - 100 = 300 мкс .

6. Циклическая частота f=1/T= 3333,3 Гц = 3,3 кГц .

т зоо ю-⁶ 300

7. Угловая частота w=2πf= 209331,24 рад/с. Величины f ,w Т у тока и напряжения одинаковы.

8. Уравнения i = f(t), u= f(t)

u = 3sin (209331t +60°), В , i = 20sin (209331t-30°),мА.

9. Действующие значения напряжения и тока: U=U_m/=2.13 B, I=I_m/=14.2 мА

Практическая работа №4

1. Тема: Расчет неразветвленной цепи переменного тока

Для неразветвленной цепи переменного тока с активными и индуктивными сопротивлениями определить величины, которые не даны в условиях задачи: (Приложение 3)

Z-полное сопротивление, Ом

I- ток в цепи, А

U- напряжение, приложенное к цепи, В

Y- угол сдвига фаз между током и напряжением.

S- полная мощность, ВA

P- Активная мощность, Вт

Q- реактивная мощность, Вар

Приложение 3R₁

R₂

X_L1

X_L2

U,I,S,P,Q

Найти

01

24

-

32

-

U=80B

I,S,P,Q

02

30

34

48

-

I=2A

S,P,Q, U

03

15

25

20

10

S=450BA

U,I, P,Q

04

30

20

9

-

U=60B

I,S,P,Q

05

40

-

10

20

Q=120Baр

U,I,S,P

06

3

-

4

-

I=4A

U, S,P,Q

07

50

30

60

-

U=200B

I,S,P,Q

08

40

24

30

18

P=256Bт

U,I,S, Q

09

60

15

16

-

S=180BA

U,I, P,Q

10

24

-

20

12

Q=128 Baр

U,I,S,P

УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДЕНИЯ№3

Выполнения задания №3 требует основных понятий о переменном токе, о параметрах характеризующих переменный ток:

- Мгновенные значения переменного тока, напряжение и ЭДС;

- действующие значения переменного тока, напряжение и ЭДС;

- Сдвиг фаз между током и напряжением;

- Начальная фаза;

-Период и частота тока.

Необходимо понимать процессы, происходящие в неразветвленной цепи с последовательными соединениями активного и реактивных (индуктивного и ёмкостного) сопротивлений, буквенные обозначения, формулы и построения векторной диаграммы.

Пример решения задачи: Неразветвленная цепь переменного тока состоит из двух индуктивных и одного активного сопротивления: R=2Ом, XL1=4Ом,, XL2=4 Ом, подведенное напряжение U=220B. Определить полное сопротивление цепи Z; cosφ ; sinφ; S; P; Q; I?

1. Чертим схему неразветвленной цепи переменного тока

2. . Находим полное сопротивление цепи по формуле:

Z=

R=2Ом

XL =XL1 + XL2=8 Ом

Xс=0

Следовательно, подставив числовые значения, находим Z =8,24 Ом.

3. По закону Ома для цепи переменного тока определяем ток цепи: I==26.8 A

Для расчета значений мощностей, используем материал учебника

М.В.Немцов Электротехника и электроника М.; Издательский дом «Академия», 2009, Ст. 104-106

a) Полная мощность: S=UI=5896 BA

b) Активная мощность: P=UI cosφ=1415 Bt

cosφ==0.24

c) Pеактивная мощность Q= UI sinφ=5724 Вар

sinφ==0.97

Обратите внимание: сначала пишем формулу, затем подставляем полученные значения электрических величин, вычисляем и пишем ответ с единицами измерения.

При построении векторных диаграмм следует исходить из следующих условий:

1. Ток одинаков, т.к цепь неразветвленная

2. При прохождении тока создается падение напряжения на каждом участке:

3. На активном UR=IR=53.6 B

4. На индуктивном UL=IXL=214.4 B

Практическая работа №5

1. Тема: Расчет параметров трансформатора

Однофазный трансформатор включен в сеть с частотой тока 50 Гц. Номинальное вторичное напряжении U_2н. коэффициент трансформации k (табл.). Определить число витков в обмотках w₁ и w₂, если в стержне магнитопровода трансформатора сечением Q_СТ максимальное значение магнитной индукции B_шах. Коэффициент заполнения стержня сталью k_с =0.95.

Параметр

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

U_2н,В

230

400

680

230

230

400

400

680

230

230

k

15

10

12

8

10

6

8

12

14

8

Q_СТ ,м²

0,049

0,08

0,12

0,18

0,065

0,08

0,12

0,076

0,06

0,085

В_тах, Тл

1,3

1,6

1,8

1,3

1,4

1,5

1,2

1,3

1,5

1,2

л

УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ №4

1. Максимальное значение основного магнитного потока Ф_шах= B_шах Q_СТ k_с

2.. Число витков во вторичной обмотке трансформатора w₂= U_2н/(4,44f Ф_шах)

3. Количество витков в первичной обмотке w₁= w₂ k

Практическая работа №6

Тема: Расчет характеристик асинхронного двигателя

Асинхронный электродвигатель, работая в номинальном режиме, имеет следующие технические данные:

n1- частота вращения магнитного поля статора (об/мин)

n2-частота вращения ротора (об/мин)

p- число пар полюсов;

S- скольжение

f- частота тока питающей сети, Гц

Используя числовые данные (приложение 4) по номеру своего варианта вычислите неизвестные.

Приложение 4Номер

варианта

n1

об/мин

n2

об/мин

p

S

F

Гц

01

1

0.6

50

02

3000

2

0.5

03

1440

2

50

04

1000

4

0,2

05

1500

2

0,4

06

750

750

4

50

07

500

490

50

08

1500

6

0,4

09

2800

500

50

10

3000

2800

1

50

УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ №6

Для выполнения задания используем материал учебника

М.В.Немцов Электротехника и электроника М.; Издательский дом «Академия», 2009, Ст. 179-184.

Для решении задачи воспользуемся формулой: S=, где

S - скольжение (изменяется от 0,01 до 0,6 или 1 до 6% и возрастает при увеличении нагрузки электродвигателя)

По этому частота вращения ротора всегда меньше частоты вращения магнитного поля статора.

Причем: n1=, n2= n1(1-S)

Если в задаче число полюсов равно 6, то число пар р=3

Практическая работа №7

1. Тема: Расчет характеристик синхронного генератора

Параметры трехфазного синхронного генератора приведены в таблице: номинальное (линейное) напряжение на выходе U_1ном при частоте тока 50 Гц, обмотка статора соединена «звездой», номинальный ток статора I_1ном, КПД генератора при номинальной нагрузке η_Н0М, число полюсов 2р, мощность на входе генератора P_1ном, полезная мощность на выходе генератора Р_ном, суммарные потери в режиме номинальной нагрузки ΣР_ном , полная номинальная мощность на выходе S_ном, коэффициент мощности нагрузки, подключенной к генератору, соsφ_1ном, вращающий момент первичного двигателя при номинальной загрузке генератора М_1ном. Требуется определить параметры, значения которых в таблице не указаны.

Параметр

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

S_ном,

кВА

330

270

470

600

780

450

700

500

U_1ном,

кВ

6,3

3,2

0,4

0,7

3,2

6,3

0,4

3,2

η_Н0М

%

92

91

90

93

93

92

2р

6

8

6

10

12

6

6

10

Р_ном,

кВт

206

667,4

369,5

ΣР_ном

кВт

27

18

соsφ_1ном

0.9

0,85

0,9-

0,92

0,9

0,92

0,85

I_1ном

А

72,2

43,1

190

64,2

P_1ном

кВт

340

190

717,6

М_1ном, Нм

7735

УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ №5

Для выполнения задания используем материал учебника

М.В.Немцов Электротехника и электроника М.; Издательский дом «Академия», 2009, Ст. 205-214.

Для решении задачи воспользуемся формулами:

- коэффициент мощности соsφ_1ном = Р_ном / S_ном,;

- КПД генератора η_Н0М= Р_ном/ P_1ном;

- уравнение баланса мощностей P_1ном= Р_ном+ ΣР_ном

- ток статора в номинальном режиме I_1ном= S_ном/( U_1ном)

- синхронная частота вращения n₁=f₁60/p

- момент приводного двигателя М_1ном=9,55*10³ P_1ном/ n₁

Практическая работа №8

Тема: Выбор диода для схем включения однополупериодного выпрямителя

Для однополупериодного выпрямителя необходимо выбрать диоды по таблице Приложение.

Пример решения:

Дана мощность потребителя P=250 Вт, напряжение потребителя U=100 B

1. Определим ток потребителя I=P/U=250/100=2.5A

Полупроводниковые диоды обладают односторонней проводимостью электрического тока и применяются в качестве электрических вентелей в выпрямителях

2. Найдем напряжение на диоде в закрытом состоянии (обратное)

U_o=π U=3,14*100=314В

3. По данным I=2.5A , U_o=314B, подберем диод Д232, у которого

I_доп=10А> I=2,5А; и U_oбр=400В> U_o=314В

Номер варианта

U, В

Р, Вт

01

100

1000

02

50

500

03

100

250

04

100

750

05

20

100

06

100

50

07

100

25

08

100

20

09

100

100

10

100

200

Приложение

Тип диода

I_доп ,А

U_oбр,В

Д205

0,4

400

Д207

0,1

200

Д209

0,1

400

даю

0,1

500

Д211

0,1

600

Д214

5

100

Д214А

10

100

Д214Б

2

100

Д215

5

200

Д215А

10

200

Д215Б

2

200

Д233

10

500

Д233Б

5

500

Д234Б

5

600

Д242

5

100

Д242А

10

100

Д242Б

2

100

Д244А

10

50

Д244Б

2

50

Д302

1

200

Д243

5

200

Д243А

10

200

Д243Б

2

200

Д217

0,1

800

Д218

О.1

1000

Д221

0,4

400

Д222

0,4

600

Д224

5

50

Д224А

10

50

Д224Б

2

50

Д226

0,3

400

Д226А

0,3

300

Д231

10

300

Д231Б

5

300

Д232

10

400

Д232Б

5

400

Д244

5

50

ДЗОЗ

3

150

Д304

3

100

Д305

6

50.

Практическая работа №9

Тема: Расчет характеристик электронного генератора

На выходе выпрямителей имеют место значительные пульсации напряжения. Коэффициент пульсации выпрямленного напряжения уменьшают фильтрами: LC -фильтрами, RC - фильтрами, Г-образными фильтрами, а также включением конденсатора определенной емкости.

Для выполнения задания используем материал учебника

М.В.Немцов Электротехника и электроника М.; Издательский дом «Академия», 2009, Ст. 334-342.

Пример решения задачи: Для сглаживания пульсации на выходе однополупериодного выпрямителя включен конденсатор емкостью C=12 мкФ напряжением на вторичной обмотке трансформатора U2 =230 В, частота тока сети f=50 Гц, среднее значение тока Iср=30 мА. Определить наибольшее значение пульсации K?

Решение:

1.Определяем максимальное напряжение на вторичной обмотке трансформатора Umax= U2 =325 B

2. Определяем время разряда конденсатора:

t= =0.02 c

3.Количествоэлектричества, которое отдает конденсатор при разрядке:

q=Iсрt=0.0006 Кл

4.Определяем величину понижения напряжения: ∆U= =50B

5. Тогда наибольшее значение пульсации: К=∆U/2=25В

Задача: Для сглаживания пульсации на выходе однополупериодного выпрямителя включен конденсатор емкостью C, напряжением на вторичной обмотке трансформатора U2, частота тока сети f, среднее значение тока Iср. Определить наибольшее значение пульсации K? . Решите задачу, подставляя данные своего варианта (приложение 5)

Приложение 5Номер

Варианта

С

мкФ

U2

В

F

Гц

Iср

А

K

В

01

10

200

50

0,01

02

12

205

50

0,015

03

13

210

50

0,02

04

14

220

50

0,025

05

15

260

50

0,03

06

16

230

50

0,04

07

17

180

50

0,05

08

18

160

50

0,06

09

19

150

50

0,08

10

20

240

50

0,09

Список литературы

1. М.В.Немцов Электротехника и электроника, М.: Издательский дом «Академия», 2009

2. Б. И. Петленко, Ю. М. Иньков Электротехника и электроника, М.: Издательский дом «Академия», 2009

3. В. И. Полещук Задачник по электротехнике и электронике, М.: Издательский дом «Академия», 2009

4. Б. И. паначевный Курс электротехники Ростов-на- Дону «Феникс2 2002

27