Электротехника в облачном приложении Multisim Live (лабораторный практикум)
.pdf
Рисунок 9.3 - Схема для проведения эксперимента
ВАЖНО! При установке вольтметров обратите внимание на точку подключения и обозначение второго щупа каждого вольтметра («эталонного зонда»):
–у вольтметра Uab «эталонный зонд» – REF1;
–у вольтметра Ubc «эталонный зонд» – REF2;
–у вольтметра Uca «эталонный зонд» – REF3.
Порядок подключения и выбора эталонного зонда подробно описан в пункте 2) раздела 1.
2) Все источники переведите в режим действующего напряжения (RMS Voltage) во вкладке «Item» и установите на них трехфазную симметричную
|
|
|
|
U |
|
=U e |
|
|
|
|
|
UA =U e |
j 0 |
|
|
|
|
− j120 |
|
UC =U e |
j120 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
систему напряжений |
|
; |
|
B |
|
|
; |
. |
||
|
|
|
|
|
|
|
||||
Действующее значение |
|
напряжения |
приведено в |
таблице 9.1, |
||||||
устанавливаемые параметры вкладки «Item» для каждого источника и пример установки параметров для фазы В показаны на рисунке 8.4.
91
3) Амперметры и вольтметры переведите в режим измерения действующих тока и напряжения (галочку в пункте «Measurement labels»
вкладки «Item» прибора переставьте в поле «Periodic»).
4) Проведите четыре опыта.
- опыт 1 - Cимметричная нагрузка.
Ключи S1 и S2 замкнуты. Для получения симметричной нагрузки сопротивления во всех трех фазах установите одинаковыми и равными Rab (из таблицы параметров 9.1 для Вашего варианта). Включите симуляцию, измерьте напряжения и токи и запишите их в таблицу 9.2.
- опыт 2 - Несимметричная нагрузка.
Ключи S1 и S2 замкнуты. Для получения несимметричной нагрузки измените в фазах bc и ca величину сопротивлений Rbc и Rca на значения,
указанные в таблице 9.1. Включите симуляцию, измерьте напряжения и токи и запишите их в таблицу 9.2.
- опыт 3 - Обрыв фазы нагрузки.
Сопротивления оставьте такими же, как в опыте 2. Ключ S1 замкнут.
Оборвите фазу нагрузки ca (разомкните ключ S2). Включите симуляцию,
измерьте напряжения и токи и запишите их в таблицу 9.2.
- опыт 4 - Обрыв линейного провода.
Сопротивления оставьте такими же, как в опыте 2. Ключ S2 замкнут.
Оборвите линейный провод А (разомкните ключ S1).
Включите симуляцию, измерьте напряжения и токи и запишите их в таблицу 9.2.
92
Таблица 9.2
|
|
|
|
Задано |
|
|
|
Измерено |
||||||||
№ |
Режим работы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
UA |
UB |
UC |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
опыта |
ТФЦ |
Rаb |
Rbc |
Rca |
Uab |
Ubc |
Uca |
Iab |
Ibc |
Ica |
IA |
IB |
IC |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В |
В |
В |
Ом |
Ом |
Ом |
В |
В |
В |
А |
А |
А |
А |
А |
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Симметричная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нагрузка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Несимметричная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нагрузка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Обрыв |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
фазы нагрузки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Обрыв |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
линейного |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
провода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
93
9.4 Рекомендации по обработке результатов опытов
1) Вычислите активные мощности отдельных фаз и активную мощность трехфазного приемника. Данные расчетов занесите в таблицу 9.3.
Таблица 8.3
опыта№ |
|
|
Расчет |
|
||
|
Вт |
Вт |
Вт |
|
Вт |
|
|
Нагрузка |
Pab |
Pbc |
Pca |
|
PΣ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Симметричная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Несимметричная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Обрыв фазы нагрузки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Обрыв линейного |
|
|
|
|
|
провода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2) Соблюдая масштаб, постройте |
векторные |
диаграммы |
токов и |
||
напряжений для всех проведенных опытов.
9.5 Содержание отчета
1)Цель работы.
2)Скрины схем электрической цепи из Multisim Live в режиме симуляции, на которых видны параметры элементов в соответствии с вариантом и показания приборов.
3)Таблицы 9.2 и 9.3.
4)Векторные диаграммы для каждого опыта, построенные в масштабе.
5)Расчетные формулы.
6)Выводы по работе.
9.6 Контрольные вопросы
1) Как соотносятся фазные и линейные напряжения в генераторе с
соединением обмоток треугольником?
94
2)Как соотносятся фазные и линейные токи в генераторе с соединением обмоток треугольником?
3)Определить показание амперметра после размыкания выключателя
K
, если
U Л
=127 В;
X C |
=10 Ом. |
|
|
|
|
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
C |
|
|
|
|
|
|
|
X |
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
A |
|
|
X |
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B |
|
|
|
|
|
|
4)Как изменятся линейные токи в симметричном приемнике,
соединенном треугольником, при обрыве фазы AB ?
5) |
Определить показания амперметров |
A1 |
Z =22 Ом. Укажите правильный ответ.
и
A2
, если
U Л
=220 В;
A 
C
A2 
A1 
Z
B
6)Трехфазная сеть, питающая симметричный потребитель, имеет
линейное напряжение U =100 В. Что покажет вольтметр, подключенный к фазе СА, если провод С оборван?
А 
В |
V |
С
7)Симметричный трехфазный потребитель, соединенный в треугольник, питается от трехфазной сети с линейным напряжением U л =380 В.
Определить линейный ток, если сопротивление фазы потребителя равно
Zф =22 Ом.
95
8) |
Система синусоидальных линейных напряжений питающей сети |
|||||||
симметрична. |
Определить |
показания электромагнитного амперметра, если |
||||||
известно, что |
U |
л |
=100 |
В, |
z |
=10 |
Ом. |
|
|
|
ф |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
А |
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
z |
|
|
|
|
|
|
|
|
ф |
|
|
|
|
|
|
В |
|
z |
|
|
|
|
|
|
|
|
ф |
|
|
|
|
|
|
|
|
z |
|
|
|
|
|
|
|
|
ф |
|
|
|
|
|
|
С |
|
|
I |
ab |
|
=
9)
I |
bc |
= |
|
|
Фазные токи симметричного трехфазного потребителя равны
Ica = 4 |
А. Каким будет ток Iab |
, если провод А оборван? |
|
А |
|
|
|
I |
|
I |
ca |
|
|
|
|
ab |
|
10)
A 
В |
|
I |
|
bc |
|
С |
|
Чему равна реактивная мощность трехфазной цепи, если R |
=6 Ом; |
X L =10 Ом; XC =2 Ом; U Л =100 В. |
|
R |
X |
XL |
C |
C |
|
|
|
|
B |
|
|
11)Определите показания амперметров
Z =22 Ом.
A 
C
A2 
A1 
Z 
B 
A1
и
A2 , если
U Л
=220 В;
96
A |
|
|
A |
X |
C |
|
|
C |
|
C |
|
B |
|
12) Определите показание
амперметра после перегорания предохранителя в линейном проводе A , если U Л =220 В;
R =6 Ом; XС =8 Ом.
IA
A 
R |
X |
X |
|
C |
|
|
|
L |
C |
|
|
|
|
I |
B |
|
bc |
|
|
13) |
Определите ток |
I A |
в |
линейном проводе A , если
R = X С = X L и Ibc =10 А.
14) Какие из схем, изображенных на рисунке, представляют соединение потребителей треугольником?
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
15) Во сколько раз изменится линейный ток, если симметричную нагрузку, соединенную звездой без нейтрального провода, пересоединить в треугольник при неизменном линейном напряжении?
97
10 Лабораторная работа №9. Нелинейные электрические
цепи постоянного тока
Цель работы: Экспериментальное определение вольт-амперных характеристик нелинейных элементов и опытная проверка графического метода расчета нелинейных электрических цепей постоянного тока.
10.1 Краткое описание работы. Электрическая схема опытов
В работе исследуется цепь постоянного тока с нелинейными сопротивлениями. Снимаются вольтамперные характеристики (ВАХ)
отдельных нелинейных элементов, ВАХ цепи при последовательном и параллельном соединении нелинейных элементов. По результатам опытов рассчитываются статические сопротивления. Для сложения ВАХ применяется графический метод.
A
Е
V
Рисунок 10.1
Параметры элементов схемы приведены в таблице 10.1 и выбираются по номеру варианта.
98
10.2 Параметры элементов схемы
Таблица 10.1
Вариант |
RD1, Ом |
|
RD2, Ом |
|
Вариант |
RD1, Ом |
|
RD2, Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
70 |
|
100 |
|
16 |
110 |
|
84 |
|
2 |
71 |
|
101 |
|
17 |
110 |
|
83 |
|
|
72 |
|
102 |
|
|
109 |
|
82 |
|
3 |
|
|
18 |
|
|
||||
4 |
73 |
|
103 |
|
19 |
109 |
|
81 |
|
5 |
74 |
|
100 |
|
20 |
108 |
|
80 |
|
|
75 |
|
101 |
|
|
107 |
|
79 |
|
6 |
|
|
21 |
|
|
||||
|
76 |
|
104 |
|
|
106 |
|
78 |
|
7 |
|
|
22 |
|
|
||||
|
77 |
|
105 |
|
|
105 |
|
77 |
|
8 |
|
|
23 |
|
|
||||
9 |
78 |
|
106 |
|
24 |
104 |
|
76 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
79 |
|
107 |
|
25 |
103 |
|
75 |
|
11 |
80 |
|
108 |
|
26 |
102 |
|
74 |
|
12 |
81 |
|
109 |
|
27 |
101 |
|
73 |
|
|
82 |
|
110 |
|
|
101 |
|
72 |
|
13 |
|
|
28 |
|
|
||||
14 |
83 |
|
109 |
|
29 |
100 |
|
71 |
|
|
84 |
|
110 |
|
|
100 |
|
70 |
|
15 |
|
|
30 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10.3 Рабочее задание
1) Для проведения экспериментов в Multisim Live собираются схемы, в
которых:
– в качестве источника используется источник постоянного напряжения
«DC Voltage»;
– в качестве нелинейных элементов используются диоды, сопротивление которых устанавливается во вкладке «Item» в соответствии с таблицей 10.1.
- опыт 1: снятие ВАХ первого нелинейного элемента. Соберите схему
(рисунок 10.2, а). Установите сопротивление диода D1 в соответствии с номером варианта.
Изменяйте значения напряжения источника через равные промежутки от
1 до 3 Вольт и снимайте показания амперметра. Результаты измерений занесите
99
в таблицу 10.2.
- опыт 2: снятие ВАХ второго нелинейного элемента. Соберите схему
(рисунок 10.2, б). Установите сопротивление диода D2 в соответствии с номером варианта.
Повторите эксперимент. Результаты измерений занесите в таблицу 10.2.
- опыт 3: снятие ВАХ цепи при последовательном соединении
нелинейных элементов. Соберите схему (рисунок 10.2, в). Установите сопротивления диодов D1 и D2 в соответствии с номером варианта.
Повторите эксперимент. Результаты измерений занесите в таблицу 10.2.
- опыт 4: снятие ВАХ цепи при параллельном соединении
нелинейных элементов. Соберите схему (рисунок 10.2, г). Установите сопротивления диодов D1 и D2 в соответствии с номером варианта.
Повторите эксперимент. Результаты измерений занесите в таблицу 10.2.
Рисунок 10.2
100