методичка к практике. Методические_указания_Часть_1_Эл_Цепи (2). Методические указания к лабораторным работам по электротехнике
 Скачать 299.48 Kb.
|
|
Расчетные формулы Для схемы рис.1 Ёмкостное сопротивление цепи  Ёмкость конденсатора  Реактивная емкостная мощность батареи конденсаторов  Для схемы рис.2 Полная мощность катушки  Реактивная индуктивная мощность катушки  Активная составляющая тока катушки  Индуктивная составляющая тока катушки  Полное сопротивление катушки  Активное сопротивление катушки  Индуктивное сопротивление катушки  Индуктивность катушки  Для схемы рис.3 Полная мощность цепи  Реактивная мощность цепи  Реактивная емкостная мощность  Реактивная индуктивная мощность  Индуктивная составляющая тока катушки  Ёмкость конденсатора Содержание отчета Отчет по работе должен содержать: - наименование работы и цель работы; - схемы исследуемых цепей; - таблицы с результатами опытов и вычислений; - расчетные соотношения; - четыре векторные диаграммы для исследуемых схем; - выводы по работе. Контрольные вопросы Как на векторных диаграммах при параллельном включении потребителей определить величину тока, потребляемого из сети? С какой целью повышают коэффициент мощности цепи? Как можно определить коэффициент мощности цепи? Как изменится величина тока, потребляемого из сети, если параллельно потребителю с активно-индуктивным характером нагрузки включить конденсатор? Как изменится активная мощность цепи, если параллельно потребителю включить конденсатор? Почему уменьшается ток, потребляемый из сети, при подключении конденсатора параллельно индуктивной катушке? Может ли возрасти ток, потребляемый из сети, при подключении конденсатора параллельно индуктивной катушке? Как применяется 1-й закон Кирхгофа в цепях переменного тока? Построить векторную диаграмму цепи, которая содержит параллельно включенные идеальную индуктивную катушку и конденсатор? Что такое «резонанс токов»? При каком условии он возникает? Работа №5 Исследование режимов работы линии электропередачи с помощью схемы замещения Цель работы: изучение влияния величины нагрузочного тока на энергетический процесс и распределение напряжений в 2-х проводной линии электропередачи (ЛЭП). Общие сведения Передача электрической энергии от источника к потребителям осуществляется по воздушной или кабельной ЛЭП, обладающей определенным сопротивлением. Величина этого сопротивления оказывает влияние на потери напряжения и потери мощности в ЛЭП. Величина нагрузки ЛЭП оценивается по величине тока или передаваемой мощности. Величина тока в линии определяется количеством включенных приемников электрической энергии. Чем больше приемников, тем больше ток в линии электропередачи. При увеличении тока возрастают потери напряжения и потери мощности в ЛЭП, что неблагоприятно отражается на работе потребителей. Схема замещения линии электропередачи представлена на рис.1, где источник и приемник электрической энергии представлены соответственно ЭДС Е3 и резистором RН, а линия электропередачи – резистором RЛ  Рис.1. Схема замещения линии электропередачи. Процесс передачи электрической энергии по линии электропередачи характеризуется следующими величинами: ток в линии  потеря напряжения в линии электропередачи  сопротивление линии  мощность источника, отдаваемая в линию электропередачи  мощность приемника  мощность потерь электрической энергии в линии  коэффициент полезного действия линии электропередачи  где: I – ток в линии; U1 – напряжение источника (напряжение в начале линии); U2 – напряжение приемника (напряжение в конце линии); RЛ – сопротивление линии; RН – сопротивление приемника энергии. Если ток в линии выразить через отношение мощности приемника к напряжению приемника и подставить это выражение тока в формулу мощности потерь электрической энергии в линии, то можно получить следующую формулу:  Из этого выражения следует, что мощность потерь в линии электропередачи обратно пропорциональна квадрату напряжения, подводимого к потребителю. Следовательно, электрическую энергию экономичнее передавать при высоких напряжениях. Домашнее задание Изучить теоретический материал по режимам работы электрический цепей. Подготовить таблицу 1 для опытных данных и ответы на контрольные вопросы к данной работе. Рабочее задание Ознакомиться с лабораторной установкой. Собрать электрическую цепь, представленную на рис. 2, в которой сопротивление проводов линии RЛ представлено резисторами R14 и R15, а сопротивление приемника энергии RН – резисторами R1 и R11. Установить тумблеры резисторов R1 и R11 в позицию 2. Представить схему для проверки преподавателю.  Рис.2. Схема замещения 2-х проводной линии электропередачи Универсальным измерителем стенда РР1 измерять напряжение U1 источника энергии (напряжение в начале линии) и ток I, протекающий в линии. Вольтметром стенда измерять напряжение U2 приемника энергии (напряжение в конце линии). Результаты измерений занести в табл. 1. Исследование режима холостого хода (х.х.) ЛЭП Изменить исходную схему, вынув подходящий к резистору R1 провод из гнезда на входе резистора. Затем включить источник питания Е3 и установить по прибору РР1 напряжения питания схемы 9 В. Снять показания приборов и занести их в табл. 1. Выключить источник питания Е3, а затем восстановить исходную электрическую схему, вставив отсоединенный провод в гнездо на входе резистора R1. Исследование нагрузочных режимов работы ЛЭП Включить источник питания Е3. Установить напряжение питания 9 В и с помощью регулятора напряжения поддерживать его неизменным во всех режимах нагрузки. Снять 3 режима работы ЛЭП при изменении сопротивления резистора R11, переключая его тумблер в порядке 2-3-1. Результаты измерений занести в табл. 1. Выключить источник питания Е3. Произвести изменения в электрической схеме, исключив из неё резистор R11. Для этого соединительный провод, подходящий к резистору R11, вынуть из гнезда на его входе и вставить в гнездо на его выходе. Включить источник питания E3 и дополнительно снять еще 3 режима работы, изменяя сопротивление резистора R1 переключением его тумблера в порядке 2-3-1. Результаты измерений занести в табл. 1. По результатам измерений вычислить потерю напряжения ΔU, мощности P1 и P2, коэффициент полезного действия линии η, величину сопротивления линии RЛ ср. Результаты расчетов занести в табл. 1. Теоретически дополнительно рассчитать два особых нагрузочных режима работы ЛЭП, используя приведенные выше выражения: - согласованный режим работы (согл.реж.), при котором сопротивление нагрузки равно сопротивлению линии, RН = RЛ, а RЛ = RЛ ср; - режим короткого замыкания (к.з.) на зажимах потребителя, при котором сопротивление нагрузки RH = 0, а RЛ = RЛ ср. Результаты расчетов особых режимов работы занести в табл. 1. Таблица 1
По данным табл. 1 построить на трех графиках следующие зависимости U1, U2, ΔU= f (I), P1, P2, Δ P = f (I), η = f (I). Проанализировать полученные зависимости и отразить характер изменения указанных величин в выводах по работе. Содержание отчета Отчет по работе должен содержать: - наименование работы и цель работы; - схему исследуемой цепи; - таблицы с результатами опытов и вычислений; - расчетные соотношения; - графики зависимостей U1, U2, ΔU= f (I), P1, P2, Δ P = f (I), η = f (I); - выводы по работе. Контрольные вопросы Из каких элементов состоит электрическая цепь? В чем состоит цель расчета электрической цепи и как она достигается? Сформулируйте законы Ома и Кирхгофа. Расскажите о методике применения их к расчету простых цепей постоянного тока. Расскажите о тепловом действии электрического тока. Сформулируйте закон Джоуля-Ленца. Запишите и объясните уравнение баланса мощностей в любой электрической цепи. Какой режим работы в электрической цепи называется номинальным, а какой - нагрузочным? Как изменяется напряжение на зажимах источника при увеличении тока нагрузки? В чем состоят особенности режимов холостого хода и короткого замыкания электрической цепи? Какой режим работы электрической цепи называется согласованным, и где он используется? Что называется внешней характеристикой источника? В чем недостаток крутопадающей внешней характеристики источника с точки зрения условий работы приемников? Как изменится напряжение в конце линии электропередачи, если в середине линии произойдет короткое замыкание? Объясните, почему при больших мощностях передача энергии на большие расстояния производится при высоких напряжениях. Укажите величину допустимых потерь напряжения в проводах линии электропередачи. Объясните пути уменьшения потери напряжения в проводах линии электропередачи. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||