Лабораторные работы по электротехнике

Начертательная геометрия
Фронтально проецирующая плоскость
Фронтальная плоскость уровня
Фронталь плоскости
Прямая, параллельная плоскости
Взаимная параллельность плоскостей
Примеры изображения плоскостей общего и частного положения
Задание поверхности на комплексном чертеже
Определитель поверхности
Алгоритм конструирования поверхности
Развертывающиеся поверхности
Комплексный чертеж призматической поверхности
Задание кривых линейчатых поверхностей
Задание цилиндрической поверхности общего вида на комплексном чертеже
Неразвертывающиеся линейчатые поверхности с двумя направляющими
Алгоритм построения цилиндроида
Коноид
Поверхности вращения
Поверхности вращения второго порядка
Сфера образуется вращением окружности
Эллипсоид вращения
Гиперболоид вращения
Тор- поверхность вращения 4 порядка
Сконструировать поверхность: тор-кольцо
Винтовые поверхности
Решение позиционных и метрических задач
Позиционные задачи
Решение главных позиционных задач
Конические сечения
Построить линию пересечения сферы
Метрические задачи.
Построение плоскости, касательной к поверхности
Задачи на определение расстояний между геометрическими фигурами
Преобразование комплексного чертежа
Плоский чертёж
Третья основная задача преобразования комплексного чертежа
Решение четырех основных задач преобразованием комплексного чертежа
Плоскость общего положения поставить в положение проецирующей
Решение позиционных задач с помощью преобразования комплексного чертежа
Технические чертежи

Изображения на технических чертежах

Разрезы
Классификация разрезов
Соединение части вида и части разреза
Сечения
Выносные элементы
По наглядному изображению построить три вида детали и выполнить необходимые разрезы.
Построить три вида детали и выполнить необходимые разрезы
Сфера
Аксонометрия
Изометрия окружности
Прямоугольная диметрия
Сети, компьютеры
Локальные и глобальные
компьютерные сети
Методы маршрутизации
Построение сети
Технология Ethernet
Технология мобильных сетей
Адресация в IP-сетях
Вычислительные сети
Адресация в сетях
Топология сети
Глобальная компьютерная сеть Интернет
Электронная почта
Адрес E-mail
Поиск информации в Интернет
Структурированные кабельные системы
Математика
Аналитическая геометрия
Векторная алгебра
Пределы
Примеры вычисления интегралов
Производная и дифференциал
Изменить порядок интегрирования
в интеграле
Вычислить двойной интеграл
Интегрирование по частям
Исследовать на сходимость ряд
Вычислить предел функции
Решение типового варианта
контрольной работы
Энергетика
Курс лекций общая энергетика
Физика, электротехника
Лабораторная работа по ТОЭ
Двигатели, генераторы, трансформаторы
Контрольная по физике
ТОЭ теоретические основы
электротехники
Цифровые электронные устройства
Способы охлаждения
полупроводниковых приборов
Теория электрических цепей
Тормозное рентгеновское излучение
Ядерная модель атома
Равновесная плотность энергии излучения
Способы получения
интерференционной картины
Понятие когерентности
Явление дифракции
Дифракция от круглого отверстия
Дифракция Фраунгофера от щели
Дифракционная решетка
Тепловое излучение. Формула Планка
Техническая механика
Контрольная работа
Курс лекций
Лабораторные работы
Задачи по сопромату
Моменты инерции сечения
Деформации и перемещения при кручении
валов
Определение опорных реакций
Расчет статически неопределимых балок
Расчет ферм
Расчеты на прочность по допускаемым
напряжениям
Моменты инерции
Изгиб с кручением
Вычислить упругую объемную
деформацию
Рассчитатьна прочность по III-ей теории
прочности
История искусства
Лекции по эргономике
для дизайнеров интерьера
Египет, Индия и Китай
Доисторическая эпоха
Буддизм
Ассирия
ЭЛЛАДА
Коринфский стиль
Рим
Хлеба и зрелищ
этрусский дом
ДРЕВНЕХРИСТИАНСКАЯ ЭПОХА
Борьба язычества с христианством
римские катакомбы
САСАНИДЫ
Магометанство
Появление арабов в Европе
История искусства государства
Российского

Дальнейшее развитие христианства
в Европе

Византийская архитектура
Новгорода и Пскова
Покровский собор в Филях
четыре вида древней иконописи
Иконоборство
Эпоха петровских преобразований
История искусства западной Европы
периода Возрождения
Романский стиль. — Готика
Церковь Парижской Богоматери
ИТАЛИЯ В ЭПОХУ ВОЗРОЖДЕНИЯ
Жизнь Италии в эпоху Возрождения
Ломбардское направление живопис
НИДЕРЛАНДЫ
Леонардо да Винчи
Общее состояние искусств в Европе.
Народные росписи
Уральский расписной туесок
Нижнетагильские туеса
А.Н.Голубева «Тагильский букет»
 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

 Цель работы: изучение свойств основных элементов электрической цепи постоянного тока; построение вольт-амперных характеристик.

  1.1. Основные сведения

 Электрические цепи постоянного тока состоят из источников и приемников электрической энергии и соединительных проводов. Каждый элемент электрической цепи описывается своей вольт-амперной характеристикой, т.е. зависимостью U(I) или I(U), где I - ток, протекающий через элемент; U - напряжение (разность потенциалов) на его зажимах.

 Если вольт-амперная характеристика представляет собой линейную зависимость во всем возможном для данного элемента диапазоне токов и напряжений, то такой элемент называется линейным. В противном случае - нелинейным. Цепи, состоящие только из линейных элементов, называются линейными.

 В электрических схемах линейных цепей постоянного тока приемники изображаются в виде сопротивления R. При этом величина сопротивления (единица измерения - Ом) представляет собой коэффициент пропорциональности (U=R×I), между током в амперах (А) и напряжением в вольтах (В) или тангенс наклона вольт-амперной характеристики (с учетом масштабов напряжения mU и тока mI на рис. 1.1).

Сопротивлением соединительных проводов, как правило, пренебрегают или включают его в сопротивление нагрузки. На схеме соединительные провода с нулевым сопротивлением изображаются линиями.

Реальный источник электрической энергии - это элемент, на зажимах которого есть напряжение даже при отсутствии тока (холостой ход). Это напряжение называется напряжением холостого хода (Uхх), или ЭДС источника (Е). При подключении нагрузки и увеличении тока напряжение на зажимах реального источника уменьшается вплоть до нуля (короткое замыкание). Ток, протекающий от источника при U=0, называется током короткого замыкания (Iкз). На схеме реальный источник представляется в виде последовательно соединенных источника ЭДС и внутреннего сопротивления Rв (рис. 1.2, а), либо в виде параллельно соединенных источника тока Iк и внутреннего сопротивления Rв (рис. 1.2, б).

 Источник ЭДС представляет собой идеальный источник электрической энергии бесконечно большой мощности с внутренним сопротивлением, равным нулю; разность потенциалов на зажимах источника ЭДС не зависит от протекающего через него тока.

 

 Рис. 1.2, а Рис. 1.2, б

  Источник тока - идеальный источник электрической энергии бесконечно большой мощности с бесконечно большим внутренним сопротивлением; ток, протекающий через источник тока, не зависит от разности потенциалов на его концах.

 На рис. 1.3, а, б, в изображены вольт-амперные характеристики реального источника, источника ЭДС и источника тока.

 

Рис. 1.3, а Рис. 1.3, б Рис. 1.3, в

  Если к зажимам ab источника электрической энергии подключить сопротивление нагрузки RН, то в цепи потечет ток I , величина которого определяется по второму закону Кирхгофа:

. (1.1)

  Поделив на Rв, получим:

  . (1.2)

Обозначим  - ток короткого замыкания источника электрической энергии;   - внутренний ток источника тока, тогда

 . (1.3)

  Последнему выражению соответствует схема рис. 1.2, б.

 Таким образом, так как Iк и E связаны соотношением Iк× Rв = E, то схемы рис. 1.2, а и рис. 1.2, б действительно эквивалентны. При этом E равно напряжению холостого хода (RН = µ)  источника электрической энергии, Iк равно току короткого замыкания (RН = 0).

  Мощность элемента электрической цепи определяется как произведение напряжения  на его зажимах на ток, протекающий через этот элемент:

P = I×U,  Вт . (1.4)

 Для приемника, так как U=R×I, мощность

PR = I2×R,  Вт, (1.5)

и эта мощность всегда потребляется.

 Для источника ЭДС мощность

PE = E×I, Вт. (1.6)

  Для источника тока мощность

PJ = U× Iк, Вт. (1.7)

Мощность источника ЭДС и источника тока считается положительной, если источник отдает мощность приемникам; при этом внутри источника ток течет от меньшего потенциала к бóльшему.

 У реального источника часть развиваемой им мощности рассеивается на внутреннем сопротивлении, а мощность, выделенная на сопротивлении нагрузки, составит:

.  (1.8)

 1.2. Описание лабораторной установки

 В работе используется источник электрической энергии постоянного тока с добавочным сопротивлением для ограничения мощности короткого замыкания, амперметр, вольтметр, линейные и нелинейные сопротивления.

1.3. Рабочее задание

1. Определить внутреннее сопротивление и ЭДС реального источника электрической энергии.

2. Установить зависимость напряжения и электрической мощности на нагрузке в функции тока.

3. Изобразить схемы замещения источника электрической энергии источником ЭДС с последовательно включенным внутренним сопротивлением, а также источником тока и параллельно включенным внутренним сопротивлением.

4. Снять вольт-амперные характеристики линейного и нелинейного элементов и сравнить их.

1.4. Порядок проведения лабораторной работы

1. Измерить вольтметром ЭДС источника электрической энергии. Включив на известное сопротивление нагрузки источник электрической энергии через амперметр, измерить ток. По величине тока, ЭДС источника к известному сопротивлению, используя формулу (1.1), определить внутреннее сопротивление источника.

2. Собрать электрическую цепь по схеме, изображенной на рис. 1.4.

Рис. 1.4

 Изменяя сопротивление R так, чтобы ток плавно изменялся I=0 до I= Iмах, измерять ток и напряжение по показаниям амперметра и вольтметра. Результаты измерений занести в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Опыт

I, А

U, В

Расчет

R = U / I, Ом

P = U×I, Вт

На основе результатов опыта построить графики: вольт-амперную характеристику источника U = ¦(I ) и зависимость мощности от тока нагрузки P = ¦(I ).

3. Изобразить эквивалентные схемы реального источника электрической энергии, содержащие источник ЭДС и источник тока.

4. Собрать схему, изображенную на рис. 1.5.

Рис. 1.5

 Изменяя приложенное напряжение, снять вольт-амперные характеристики линейного (R), а затем нелинейного (НС) сопротивлений. Результаты измерений занести в табл. 1.2.

Таблица 1.2

R

U, В

I, А

НС

U, В

I, А

 Построить графики вольт-амперных характеристик U = ¦(I ) для линейного и нелинейного сопротивлений и сравнить их.

1.5. Содержание отчета

1. Наименование, тип, класс точности электроизмерительных приборов.

2.  Схемы и результаты опытов, расчеты.

3. Графики, схемы замещения, выводы.

1.6. Контрольные вопросы

1. В чем различие между линейным и нелинейным элементами электрических цепей?

2. Как изобразить схему замещения реального источника электрической энергии с помощью источника ЭДС и источника тока?

3. Что такое источник ЭДС и источник тока?

4. Объясните вольт-амперную характеристику реального источника электрической энергии.

несинусоидальные токи

Расчет электрических цепей, выполненный ранее, проводился в предположении, что источники энергии были либо постоянными, либо синусоидальными и вызывали в элементах цепей постоянные или синусоидальные токи. В реальных условиях кривые ЭДС, напряжения и тока лишь в определенной мере могут считаться синусоидальными, при этом указанные параметры цепей могут иметь характер периодический, квазипериодический (почти периодический) и непериодический. Это происходит за счет наличия в электрических цепях нелинейных элементов: вентиль (диод), электрическая дуга, катушка со стальным сердечником (дроссель), различного рода электрические помехи и т.д., которые искажают синусоидальную функцию, приводя к появлению несинусоидальных функций токов и напряжений, кроме того, сам источник энергии может являться генератором несинусоидальной ЭДС. На рис. 7.1 представлены варианты данных функций.

Рис.7.1. Пример несинусоидальных периодических функций

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗВЕТВЛЕННОЙ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА Цель работы: проверить экспериментально выполнение законов Кирхгофа, принципа наложения, а также метод узловых потенциалов и теорему об эквивалентном генераторе.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

ИССЛЕДОВАНИЕ УСТАНОВИВШИХСЯ ПРОЦЕССОВ В ЦЕПЯХ СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА Цель работы: экспериментально проверить законы Ома и Кирхгофа для комплексных токов в цепях синусоидального тока.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

ИССЛЕДОВАНИЕ ЯВЛЕНИЯ РЕЗОНАНСА И ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЕЙ СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА Цель работы: экспериментальное исследование резонансного режима, построение частотной характеристики цепи синусоидального тока.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХФАЗНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ Цель работы: исследовать различные режимы трехфазной цепи, установить основные соотношения в симметричных трехфазных цепях. По данным эксперимента построить векторные диаграммы напряжений и токов.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ПРИ НЕСИНУСОИДАЛЬНЫХ ТОКАХ. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ Цель работы: экспериментально определить гармонические составляющие несинусоидальных сигналов, исследовать фильтрующие свойства LC-цепей.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7

ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ РАЗРЯДЕ КОНДЕНСАТОРА Цель работы: ознакомиться с иллюстрацией переходного процесса в лабораторных условиях и выявить факторы, влияющие на его характер и продолжительность.

Характеристики и параметры реальных элементов электрических цепей постоянного тока