Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Документ'
В целях оптимизации трудозатрат по внесению информации о муниципальных услугах в Федеральный реестр муниципальных услуг(функций) просим присоединить к...полностью>>
'Документ'
Деятельность отдельных людей, групп, коллективов и организаций сейчас всё в большей степени начинает зависеть от их информированности и способности эф...полностью>>
'Решение'
А1. Когда турист проехал пути между двумя городами, то до половины пути ему осталось проехать 10 км. Три четверти расстояния между городами составляют...полностью>>
'Документ'
Социальная работа имеет свою структуру, элементы которой взаимосвязаны. Одна из проблем теории социальной работы – определение её как области познания...полностью>>

Главная > Методические указания

Сохрани ссылку в одной из сетей:
Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКВИВАЛЕНТНОГО ГЕНЕРАТОРА

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Экспериментально проверить возможности замены сложной элек-трической цепи эквивалентным генератором (активным двухполюсни-ком) с параметрами ЕЭГ и RЭГ, для чего:

1) исследовать работу эквивалентного генератора в различных режи-мах;

2) научиться определять параметры эквивалентного генератора двумя методами;

3) зная параметры эквивалентного генератора, определить ток в ис-следуемой цепи.

2. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ

При работе и исследовании линейных электрических цепей часто необходимо знать режим работы какой-нибудь одной ветви с сопро-тивлением RН, а не всех элементов сложной электрической цепи. В этом случае нецелесообразно производить расчет всей схемы. Исследуемую ветвь можно выделить, а всю оставшуюся часть схемы независимо от её структуры и сложности условно изобразить некоторым прямоугольни-ком с двумя выводами (рис 1.1).

Рис. 1.1. Замещение сложной электрической схемы

двухполюсником и выделенной ветвью

По отношению к выделенной ветви 1–RH –2 вся схема, обозначен-ная прямоугольником, называется двухполюсником, т.к. имеет два вывода (выходных зажима). Если в двухполюснике имеются источники

11

электрической энергии, то его называют активным двухполюсником.

Если в двухполюснике отсутствуют источники электрической энергии,

то такой двухполюсник называется пассивным.

В общем случае исследуемая ветвь с нагрузкой RH присоединяется

к активному двухполюснику в точках 1 и 2. Следовательно, двухполюс-

ник может рассматриваться относительно исследуемой ветви к а к и с -

т о ч н и к с некоторой электродвижущей силой ЕЭГ и некоторым эквива-

лентным внутренним сопротивлением RЭГ (рис. 1.2). Такой условный

источник энергии называется э к в и в а л е н т н ы м г е н е р а т о р о м .

К зажимам генератора подключена ветвь электрической цепи с сопро-

тивлением RН, в которой нужно определить величину тока.

Метод замены линейной электрической цепи эквивалентным гене-

ратором (активным двухполюсником) называется м е т о д о м э к в и в а -

л е н т н о г о г е н е р а т о р а (активного двухполюсника).

После такой замены ток в исследуемой ветви можно определить из

закона Ома для полной цепи

,

ЭГ H

ЭГ

R R

E

I (1.1)

где EЭГ и RЭГ – э.д.с. и внутреннее сопротивление эквивалентного гене-

ратора.

Рис. 1.2. Представление активного двухполюсника в виде

эквивалентного генератора с параметрами ЕЭГ и RЭГ

П е р в ы й э т а п а н а л и з а работы исследуемой ветви по методу

эквивалентного генератора сводится к определению параметров актив-

12

ного двухполюсника. При известных параметрах всей заданной элек-

трической цепи параметры эквивалентного генератора могут быть

определены аналитически. Если же параметры рассматриваемой элек-

трической цепи неизвестны, то параметры эквивалентного генератора

определяются экспериментально.

В данной лабораторной работе параметры эквивалентного генера-

тора определяются э к с п е р и м е н т а л ь н о двумя способами: методом

двух нагрузок и методом холостого хода и короткого замыкания.

По м е т о д у х о л о с т о г о х о д а и к о р о т к о г о з а м ы к а н и я

электродвижущая сила эквивалентного генератора определяется

ЭГ XX E U , (1.2)

где UХХ – напряжение холостого хода на участке 12 (RН = , т.е. от-

ключенная нагрузка). Это следует из того, что электродвижущая сила

эквивалентного генератора равна напряжению между точками 1 и 2 при

отключенной нагрузке, т.е. напряжению холостого хода (рис. 2).

Сопротивление эквивалентного генератора RЭГ по методу холосто-

го хода и короткого замыкания равно сопротивлению цепи между точ-

ками 1 и 2 в режиме короткого замыкания. Из закона Ома

КЗ

ХХ

ЭГ I

U

R , (1.3)

где IКЗ – ток короткого замыкания (RН = 0, т.е. закороченная нагрузка).

Параметры EЭГ и RЭГ м е т о д о м д в у х н а г р у з о к определяются

выражениями

1 2

2 1 1 2

I I

U I U I

EЭГ , (1.4)

1 2

2 1

I I

U U

RЭГ , (1.5)

где U1 и U2 – показания вольтметра при первой и второй нагрузках; I1 и

I2 – показания амперметра при тех же нагрузках.

Таким образом, выполнив измерения в режиме холостого хода

и короткого замыкания, можно экспериментально определить парамет-

ры эквивалентного генератора. Однако необходимо отметить, что дан-

ный метод холостого хода и короткого замыкания можно применять не

ко всем цепям, т.к. не во всех цепях можно производить опыт коротко-

го замыкания.

После определения параметров генератора в т о р о й э т а п а н а -

л и з а в е т в и состоит в определении тока в исследуемой ветви. Ток

ветви рассчитывают либо по формуле Тевенина-Гельмгольца

13

ЭГ Н

ЭГ

Т Г R R

E

I (1.6)

либо по формуле Поливанова

,

1 ЭГ Н

КЗ

П q R

I

I (1.7)

где qЭГ = 1/RЭГ – проводимость эквивалентного генератора.

Зная напряжение и ток для нескольких значений нагрузки, можно

построить внешнюю характеристику генератора. Зависимость U f (I )

называется в н е ш н е й х а р а к т е р и с т и к о й эквивалентного генерато-

ра. Она даёт возможность графически определить ток в исследуемой

ветви при заданном её сопротивлении.

3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА И ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ

3.1. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

Схема электрической цепи, которая используется в данной работе,

представлена на рис. 1.3. Часть цепи, обведённая прямоугольником, со-

держит элементы с неизвестными параметрами и подлежит замене эк-

вивалентным генератором.

Рис. 1.3. Схема исследуемой электрической цепи

Первым этапом работы определяются параметры эквивалентного

генератора методом холостого хода и короткого замыкания, а также ме-

тодом двух нагрузок. Холостой ход осуществляется отключением

нагрузки – сопротивления RН. При коротком замыкании нагрузки необ-

14

ходимо проводником закоротить сопротивления RН. При методе двух нагрузок показания приборов в цепи осуществляются при двух разных сопротивлениях нагрузки.

Для построения внешней характеристики эквивалентного генера-тора необходимо снять показания приборов для 8–9 значений сопротив-ления нагрузки RН. По полученным экспериментальным данным опре-деляются параметры генератора, а также строят графики зависимостей P = f (I) и U = f (I).

3.2. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

1. Подготовить отчет, изучить теоретический материал и полу-чить допуск на выполнение лабораторной работы у преподавателя.

2. Ознакомиться с оборудованием лабораторного стенда и изме-рительными приборами.

3. Записать в таблицу 1.1 технические данные измерительных приборов, используемых при выполнении работы.

Таблица 1.1

Сведения об измерительных приборах

PA

PV

Наименование прибора

Тип и номер прибора

Система измерительного

механизма (наименов. и обозн.)

Предел измерений

(номинальное значение)

Класс точности

Род тока

Цена деления прибора

Абсолютная погрешность измере-ния

4. Собрать схему электрической цепи согласно рис. 1.3 и предо-ставить для проверки преподавателю.

5. Выполнить режим холостого хода, т.е. разомкнуть ветвь с нагрузкой (при этом RН = ). Снять показания приборов и результаты измерений записать в таблицу 2.

6. Осуществить режим короткого замыкания, т.е. закоротить нагрузку (при этом RН = 0). Снять показания приборов и записать их в таблицу 1.2.

15

7. Для определения параметров эквивалентного генератора м е -

т о д о м д в у х н а г р у з о к измерить напряжения и токи при двух раз-

личных сопротивлениях нагрузки RН, подобрав их величину таким об-

разом, чтобы токи отличались друг от друга не менее чем в два раза. Ре-

зультаты измерений записать в таблицу 1.2.

Таблица 1.2

Определение параметров генератора

Режимы

Измеренные

величины

Расчетные величины

I U RН ЕЭГ RЭГ

А В Ом В Ом

Холостой ход

Короткое

замыкание

Метод двух

нагрузок

8. Исследовать работу генератора при различных нагрузках (про-

вести 7–8 измерений). При этом осуществить нагрузочный режим,

при котором ток КЗ I 0,5 I (остальные токи выбрать меньше и больше

данного значения). Значение тока короткого замыкания IКЗ взять из

табл. 1.2. Данные всех опытов занести в таблицу 1.3.

Таблица 1.3

Исследование генератора при различных нагрузках

п/п

Измеренные

величины

Расчетные величины

I U RН Р IТ-Г IП

А В Ом Вт А А

1

2

3

4

5

6

7

8

16

3.3. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА

1. Заполнить таблицу 1.3, для чего рассчитать RН по закону Ома,

мощность P U I , и определить токи нагрузки в исследуемой ветви для

тех же значений сопротивлений нагрузки по формулам Тевенина-

Гельмгольца (1.6) и Поливанова (1.7).

2. Построить в масштабе графики зависимостей P f (I ) и

U f (I ) .

3. Определить ток по внешней характеристике эквивалентного

генератора при заданном сопротивлении RН, указанном преподавателем.

4. Оформить отчет в соответствии с методическими указаниями.

5. Ответить на контрольные вопросы и защитить выполненную

лабораторную работу.

4. ВОПРОСЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ И САМОКОНТРОЛЯ СТУДЕНТОВ

1. Для каких целей сложную линейную электрическую цепь пред-

ставляют в виде эквивалентного генератора?

2. Что называется двухполюсником?

3. Что такое активный и пассивный двухполюсник?

4. Какими параметрами характеризуется эквивалентный генератор?

5. Какими методами можно определить параметры эквивалентного

генератора?

6. В чём состоит расчет по методу эквивалентного генератора?

7. Какая зависимость называется внешней характеристикой генерато-

ра?

8. Как осуществить в работе опыт короткого замыкания и холостого

хода и что при этом покажут амперметр и вольтметр?

9. Определить по графику P = f(I), при каком значении тока мощность

будет максимальной.

10. Записать выражение для определения тока в ветви заданной элек-

трической цепи.

17



Похожие документы:

  1. Методические рекомендации по организации внеаудиторной самостоятельной работы обучающихся по профессии

    Методические рекомендации
    ... » и 150709.02 «Сварщик» (электросварочные и газосварочные работы), 190631.01 «Автомеханик» Дополнения и изменения к методическим рекомендациям по внеаудиторной самостоятельной работе обучающихся по профессии ...

Другие похожие документы..