Меню

Изучение работы источника постоянного тока бнту

Изучение работы источника постоянного тока бнту

В данной теме Вы сможете найти готовые лабораторные работы по теме «Электричество и Магнетизм».

Электростатика
Работа №1. Исследование электростатического поля методом моделирования в проводящей среде. (→ Скачать )
Работа №12. Исследование прямого пьезоэлектрического эффекта. (→ Скачать )
Работа №13. Исследование диэлектрических свойств сегнетоэлектриков. (→ Скачать )
Работа №16. Исследование электростатического поля двухпроводной линии методом моделирования. (→ Скачать )
Работа №17a. Исследование интегральных характеристик электростатического поля методом моделирования
(циркуляция напряженности). (→ Скачать )
Работа №17b. Исследование интегральных характеристик электростатического поля методом моделирования
(поток электрической индукции). (→ Скачать )
Работа №18. Исследование электростатического поля заряженных проводников методом моделирования(электроемкость, энергия электрического поля). ( файл отсутствует )

Постоянный ток
Работа №3. Измерение сопротивлений токопроводящих моделей при помощи моста уитстона. (→ Скачать )
Работа №4. Исследование разветвлённых цепей с применением компенсационного метода измерений. (→ Скачать )
Работа №5. Передача мощности в цепи постоянного тока. (→ Скачать )
Работа №6. Градуирование электролитического интегратора и измерение ёмкости конденсатора. (→ Скачать )

Магнетизм
Работа №8. Исследование эффекта Холла в полупроводнике. (→ Скачать )
Работа №9. Измерение магнитного поля земли. (→ Cкачать )
Работа №10. Моделирование магнитного поля токов. (→ Скачать )
Работа №11. Исследование гистерезиса ферромагнетиков. (→ Скачать )
Работа №15. Исследование намагничивания ферромагнетика баллистическим методом. (→ Скачать )
Работа №19. Исследование магнитного поля кругового тока(закон Био – Савара – Лапласа). (→ Скачать )
Работа №20. Исследование основных свойств магнитного поля(закон полного тока). (→ Скачать )
Работа №21. Исследование динамических характеристик гнитного поля. (→ Скачать )
Работа №22. Определение удельного заряда электрона. (→ Скачать )
Работа №31. Определение удельного заряда электрона методом магнетрона. ( файл отсутствует )

Источник

Электротехника МСФ БНТУ

Аватар пользователя admin

Решение контрольны работ на заказ ТОЭ БНТУ

Задание студенту-заочнику по дисциплине “Электротехника, электрические машины и аппараты»

  1. Студенту-заочнику БНТУ необходимо самостоятельно изучить курс ТОЭ «Электротехника, электрические машины и аппараты». При подготовке ориентироваться на предложенные вопросы по курсу
  2. Решить контрольную работу по ТОЭ БНТУ, состоящую из 2 задач (задачи- 3.4, 3.10) и письменного ответа на два вопроса. Номера вопросов определяются в соответствии с таблицей вопросов, по двум последним цифрам личного шифра студента.

Экзаменационные вопросы по курсу «Электротехника, электрические машины и аппараты «

  1. Электрическая цепь, ее элементы, основные понятия и законы.
  2. Методы исследования сложных электрических цепей постоянного тока
  3. Расчет сложных цепей постоянного тока с помощью законов Кирхгофа.
  4. Расчет сложных цепей постоянного тока методом двух узлов.
  5. Расчет сложных цепей постоянного тока методом наложения
  6. Расчет сложных цепей постоянного тока методом контурных токов.
  7. Баланс мощности. КПД. Режимы работы линии электропередачи.
  8. Цепи переменного тока основные понятия, определения.
  9. Основные параметры синусоидально изменяющихся величин.
  10. Формы представления синусоидальных функций.
  11. Цепи, содержащие приемники R, L, C.
  12. Последовательное соединение R, L, C Резонанс напряжений.
  13. Параллельное соединение R,L,C. Резонанс токов.
  14. Мощность в цепи переменного тока. Коэффициент мощности.
  15. Коэффициент мощности способы его повышения
  16. Получение трехфазной системы ЭДС. Фазные и линейные напряжения.
  17. Классификация и способы включения приемников в трехфазную цепь.
  18. Трехфазная цепь при соединении приемника по схеме звезда с нейтральным проводом.
  19. Трехфазная цепь при соединении приемника по схеме трехпроводная звезда.
  20. Трехфазная цепь при соединении приемников по схеме треугольник.
  21. Мощность трехфазной цепи.
  22. Устройство, принцип действия однофазного двухобмоточного трансформатора.
  23. Технические данные трансформаторов. КПД. Внешняя характеристика.
  24. Трехфазные трансформаторы. Способы соединения обмоток.
  25. Автотрансформатор. Назначение, строение, принцип действия.
  26. Измерительные трансформаторы.
  27. Устройство принцип действия асинхронного двигателя. Разновидности.
  28. Принцип действия асинхронного двигателя. Скольжение. Механическая хар-ка
  29. Способы пуска асинхронного двигателя.
  30. Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя.
  31. Синхронные машины (СМ.). Назначение, устройство, обратимость СМ.
  32. Работа синхронной машины в режиме генератора. Основные хар-ки.
  33. Работа синхронной машины в режиме двигателя. Особенности пуска.
    Угловая и регулировочная характеристики синхронного двигателя.
  34. Машины постоянного тока. Строение, назначение.
  35. Двигатель постоянного тока. Принцип действия. Вращающий момент
  36. Способы возбуждения двигателя постоянного тока (ДПТ). Пуск ДПТ
  37. Регулирование частоты вращения двигателя постоянного тока.
  38. Генератор постоянного тока – строение, принцип действия, разновидности.
  39. Генератор постоянного тока способы возбуждения, внешние характеристики.
  40. Электропривод. Основные понятия задачи
  41. Схемы автоматизированного управления электродвигателем.
  42. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление.
Читайте также:  По проводнику течет постоянный электрический ток согласно графику величина заряда

Источник



Лабораторная работа №5 Исследование электрической цепи источника постоянного тока

Министерство Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет)

им. Г.В. Плеханова

Лабораторная работа №5

Исследование электрической цепи источника постоянного тока.

Выполнила Синёва Е. В.

Проверил Фицак В.В.

Цель работы – определение электродвижущей силы источника тока (ЭДС), внутреннего сопротивления источника тока, исследование зависимостей полезной и полной мощности, развиваемых источником тока, и его коэффициента полезного действия (КПД) от нагрузочного сопротивления.

Рассмотрим электрическую цепь, представленную на рис. 1. Допустим, что ключ К разомкнут. В этом случае электрический ток идёт только через вольтметр и источник тока. Допустим далее, что вольтметр имеет достаточно большое омическое сопротивление. Тогда током, протекающем в цепи, можно в первом приближении пренебречь. Поскольку мы пренебрегаем током в цепи, постольку отсутствует падение напряжения на внутреннем сопротивлении r источника и, как следствие, разность потенциалов на клеммах источника оказывается равной e. Таким образом, при разомкнутом ключе вольтметр регистрирует e — величину электродвижущей силы (ЭДС) источника тока.

Погрешность определения величины e по данной методике возникает по двум причинам:

1. используемый для измерения вольтметр обладает ограниченной точностью;

2. через источник тока и вольтметр всё же течёт некоторый малый ток, который вызывает падение напряжения на внутреннем сопротивлении источника, и поэтому показания вольтметра будут несколько меньше величины e.

Теперь допустим, что ключ К замкнут. В этом случае через внешнее сопротивление R пойдёт электрический ток, сила которого определяется законом Ома для замкнутой цепи:

(1)

Прохождение электрического тока в цепи вызывает падение напряжения на внутреннем сопротивлении источника тока, равное Ir. Поэтому показание вольтметра U будут меньше ЭДС источника на величину падения на внутреннем сопротивлении:

В последнем соотношении все величины, кроме внутреннего сопротивления, известны из измерений и поэтому величина r и падение напряжения на внутреннем сопротивлении, равное Ir, могут быть рассчитаны.

Рассмотрим теперь конкретные режимы работы источника тока. Исходя из закона Ома (1), можно показать, что ток в замкнутой цепи достигает наибольшего значения, равного , при R=0. Этот режим работы источника режимом короткого замыкания. Если наоборот, сопротивление внешней цепи R ® ¥ , то ток асимптотически стремится к нулю. Такой режим называется режимом холостого хода. В этом случае, как было показано ранее, разность потенциалов между клеммами источника равна ЭДС.

Отметим также, что разность потенциалов U на клеммах источника одновременно является и падением напряжения на внешнем сопротивлении (см. рис. 1) и поэтому по закону Ома для участка цепи

(2)

Так как сила тока I и разность потенциалов U измеряются приборами, задействованными в электрической цепи, то по соотношению (2) может быть определена величина внешнего (нагрузочного) сопротивления R. Таким образом, по измерениям в режимах разомкнутого и замкнутого ключа K могут быть определены как параметры источника тока e и r, так и величина внешнего сопротивления R.

Рассмотрим также замкнутую электрическую цепь с точки зрения развиваемой источником мощности. Как известно, мощность, выделяемая в виде тепла при прохождении электрического тока через сопротивление, определяется законом Джоуля-Ленца:

(3)

Соотношение (3) определяет полезную мощность, развиваемую источником на внешнем сопротивлении R. Аналогичное соотношение, но с сопротивлением r определяет мощность, выделяющуюся в виде тепла на внутреннее сопротивление источника.

Читайте также:  Строение силы в источнике тока совершают работу по

Полная мощность является суммой полезной мощности и мощности, выделяющейся на внутреннее сопротивление:

(4)

И, наконец, заметим, что коэффициент полезного действия (КПД) источника постоянного тока:

(5)

Используя соотношения (3) – (5) можно показать, что

; ; . (6)

Полная мощность, развиваемая источником тока, достигает максимума в режиме короткого замыкания, т.е. при R=0. В этом случае вся тепловая мощность выделяется внутри источника тока на его внутренне сопротивление. С ростом внешнего сопротивления полная мощность уменьшается, асимптотически приближаясь к нулевому значению.

Полезная мощность изменяется в зависимости от внешнего сопротивления более сложным образом. Действительно, Pполезн=0 при крайних значениях внешнего сопротивления: при R=0 и R ® ¥ . Таким образом, максимум полезной мощности должен приходиться на промежуточные значения внешнего сопротивления.

Величину внешнего сопротивления, соответствующую максимуму полезной мощности, можно найти, используя метод дифференциального исчисления. Можно показать, что максимум полезной мощности соответствует R=r, т.е. равенству внешнего и внутреннего сопротивлений. В электротехнике режим максимальной полезной мощности называется режимом согласования источника тока с его нагрузкой.

Легко видеть, что R=0 при h=0. При R ® ¥ величина h асимптотически стремится к единице. Интересно отметить, что в режиме максимальной полезной мощности h=0,5, т.е. 50%.

Основные рабочие формулы:

1. Расчет полезной мощности. Рполез= U I U-разность потенциалов на клеммах, В

2. Расчет полной мощности. Рполн= , -ЭДС

3. Расчет КПД h=. Рполез /. Рполн =U/

4. Расчет внутреннего сопротивление r =

Таблица измерений и вычислений.

i

ср=6.9; Uср=3,47 В; rср=33Ом; Iср=0,11А

=0.000011; ;

Вывод: В проведенной лабораторной работе была определенна ЭДС источника тока, исследование зависимости полезной и полной мощности, развиваемых источником тока , и его КПД от нагрузочного сопротивления.

Источник

Удк 530.1 (075.8)

В работе изложены основные сведения, касающиеся постоянного электрического тока, дан анализ работы источника постоянного тока.

Методические указания утверждены на заседании кафедры (протокол № от 2005 года).

Составители: Кужир П.Г., Потачиц В.А., Самойлюкович В.А.

Рецензенты: кандидат ф.-м. наук, профессор Сатиков И.А.

кандидат ф.-м. наук, доцент Развин Ю.В.

© Кужир П.Г., Потачиц В.А., Самойлюкович В.А., составление, 2005

Цель работы: изучение основных законов постоянного электрического тока, определение зависимости кпд источника постоянного тока, полезной и полной мощности от сопротивления внешней цепи.

Используемые приборы: источник постоянного тока, вольтметр, магазин сопротивлений.

1. Электрический ток.

Электрическим током называется всякое упорядоченное движение электрических зарядов.

Линии, вдоль которых движутся заряженные частицы, называются линиями тока. За направление электрического тока принимают направление движения положительных электрических зарядов.

В действительности в металлических проводниках электрический ток создается движением электронов в направлении обратном направлению тока.

Упорядоченное движение электрических зарядов может быть осуществлено путем перемещения в пространстве заряженного тела (проводника или диэлектрика). Такой ток называется конвекционным. Например, ток, связанный с движением по орбите Земли, обладающей избыточным отрицательным зарядом.

Микроскопические электрические заряды могут двигаться упорядоченно в вакууме независимо от макроскопических тел. Такое направленное движение зарядов называют током в вакууме.Примером могут служить потоки электронов в электроннолучевых трубках осциллографов, в кинескопах телевизоров.

Упорядоченное движение электрических зарядов внутри макроскопического тела (твердого, жидкого или газообразного) под действием электрического поля называется током проводимости.

Для появления электрического тока проводимости необходимы два условия:

наличие в данной среде свободных зарядов, которые могли бы в ней перемещаться (такими зарядами в металлах, являются электроны; в жидких проводниках – положительные и отрицательные ионы; в газах – положительные ионы и электроны);

наличие в данной среде электрического поля, энергия которого затрачивалась бы на перемещение свободных электрических зарядов.

Читайте также:  Устройство электрических машин постоянного тока это

Для того, чтобы в цепи существовал длительное время ток необходимо устройство, в котором какой-либо вид энергии непрерывно преобразовывался бы в энергию электрического поля. Такое устройство называется источником электродвижущей силы, или источником тока.

Для характеристики электрического тока вводится понятие силы тока.

Силой тока называется скалярная величина числено равная электрическому заряду, проходящему через поперечное сечение проводника за единицу времени.

, (1.1)

где dq – электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника за время dt.

Если сила тока и его направление не изменятся с течением времени, то ток называется постоянным. В этом случае сила тока:

, (1.2)

где q – электрический заряд, проходящий за время t через поперечное сечение проводника.

Единица силы тока в системе СИ – ампер (А). Он определяется на основании электромагнитного взаимодействия двух параллельных прямолинейных постоянных токов.

Из формулы (1.2) следует, что если сила тока равна одному амперу, то через поперечное сечение проводника за одну секунду протекает заряд равный одному кулону.

Для характеристики распределения электрического тока по сечению проводника вводится вектор плотности тока . Направление векторасовпадает с направлением тока и по модулюравен силе тока в расчете на единицу площади поперечного сечения проводника, перпендикулярной к линиям тока.

, (1.3)

где dI – сила тока через элементарную площадку dS, расположенную перпендикулярно к направлению вектора . Плотность тока в системе СИ измеряется в А/м 2 .

Из (1.3) следует, что полная сила тока в проводнике

. (1.4)

Если площадка dS не перпендикулярна к , то в этом случае вместо j нужно взять составляющую плотности тока jn = jcos, перпендикулярную к dS. Здесь угол между вектором и нормалью к площадке dS.

Опыты показали, что плотность постоянного тока одинакова по всему поперечному сечению S однородного проводника. Поэтому для постоянного тока

I = jS. (1.5)

В цепи постоянного тока, состоящей из проводников с переменной площадью поперечного сечения, плотности токов в различных сечениях S1 и S2 обратно пропорциональны площадям этих сечений.

. (1.6)

Электроны проводимости в металле, ионы в электролите, ионы и электроны в газе, т.е. все заряженные частицы, содержащиеся в различных телах, совершают хаотическое (тепловое) движение.

Электрическое поле в веществе сообщает всем свободным заряженным частицам дополнительную скорость упорядоченного движения, которое и обуславливает ток. Средняя скорость упорядоченного движения u в твердых и жидких проводящих телах обычно весьма мала по сравнению со скоростью теплового движения. Она составляет 10 -1 – 10 -3 см/с. Таким образом, в цепи постоянного тока электроны движутся вдоль проводника довольно медленно.

Однако эта скорость упорядоченного движения не имеет никакого отношения к скорости распространения тока в проводнике. Когда на электростанции включается рубильник, ток в квартире появляется в момент прихода электромагнитной волны, которая распространяется вдоль проводов со скоростью vравной скорости света в среде, окружающей провода

, (1.7)

где c – скорость света в вакууме, – диэлектрическая проницаемость среды,  – магнитная проницаемость среды.

Скорость этой волны и является скоростью распространения тока в проводнике.

Выделим внутри проводника площадку dS перпендикулярную . Построим на этой площадке, как на основании прямой цилиндр с высотой равной udt (рис.1). Тогда число частиц, которые пройдут через рассматриваемую площадку за время dt, будет равно числу частиц заключенных внутри цилиндра.

Если е – заряд носителя тока, n – концентрация заряженных частиц (число частиц в единице объема), то число частиц внутри цилиндра равно , а заряд, переносимый через площадкуdS, будет .

Поэтому величина плотности тока

(1.8)

Так как e и n скалярные величины, а скорость вектор, то

(1.9)

Источник