Теоретические основы электротехники
Методические рекомендации
по выполнению лабораторных работ для студентов заочной формы обучения по специальности 1-74 06 05-01 Энергетическое обеспечение сельского хозяйства (электроэнергетика)
ЧАСТЬ 2
Лабораторная работа №1. Исследование переходных процессов в линейных электрических цепях.
Лабораторная работа №2. Исследование нелинейных цепей постоянного тока.
Лабораторная работа №3. Исследование индуктивной катушки с ферромагнитным сердечником.
Минск, 2014
УДК 621.3(07)
ББК 32.2я7
Т33
Методические рекомендации по выполнению лабораторных работ для студентов заочной формы обучения специальности 1-74 06 05-01 Энергетическое обеспечение сельского хозяйства (электроэнергетика) по курсу «Теоретические основы электротехники», часть третья, рассмотрены на заседании кафедры электротехники агроэнергетического факультета.
Протокол № 2 от 16 сентября 2014 года.
Составители: канд. тех. наук, доц., зав. каф. электротехники А.В. Крутов,
ст. преподаватели Т.Ф. Гузанова, И.И.Скочек, М.А.Бойко
СОДЕРЖАНИЕ
Лабораторная работа №1. Теоретические сведения 4
Отчет по лабораторной работе №1 7
Лабораторная работа №2. Теоретические сведения 11
Отчет по лабораторной работе №2 13
Лабораторная работа №3. Теоретические сведения 18
Отчет по лабораторной работе №2 22
Лабораторная работа №1
ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ
Теоретические сведения
Переходным называется процесс, возникающий в электрической цепи при переходе от одного установившегося режима к другому.
Переходной процесс вызывается коммутацией, то есть включением или отключением приемников или источников электрической энергии, коротким замыканием отдельных участков цепи, переключениями.
|
|
Переходной процесс заканчивается спустя некоторое (теоретически бесконечно большое) время после коммутации.
Согласно первому закону коммутации ток в индуктивной катушке в момент коммутации имеет такое значение, которое он имел непосредственно перед коммутацией, затем он будет изменяться, начиная именно с этого значения.
Поскольку перед включением цепи R, L ток отсутствовал, то при включении цепи R, L ток начнет изменяться с нуля и затем будет возрастать. При коротком замыкании цепи R, L ток начнет свое изменение с того значения, которое он имел перед коротким замыканием.
Согласно второму закону коммутации напряжение на конденсаторе в момент коммутации имеет такое значение, которое оно имело непосредственно перед коммутацией, затем оно будет изменяться, начиная с этого значения.
Поскольку перед включением цепи R, С напряжение на конденсаторе отсутствовало, то при включении цепи R, С напряжение на конденсаторе 
начнет свое изменение с нуля и затем будет возрастать. При коротком замыкании цепи R, С напряжение на конденсаторе начнет свое изменение с того значения, которое оно имело перед коротким замыканием.
Полный характер изменения переходных токов и напряжений в цепях R, L и R, С определяется решением дифференциальных уравнений этих цепей.
При включении цепи R, L на постоянное напряжение переходный процесс описывается уравнением:
Решая уравнение, получим 
где 
- постоянная времени, определяющая скорость протекания переходного процесса в цепи R, L.
|
|
Из уравнений видно, что при включении цепи R, L ток постепенно возрастает от нуля до установившегося значения, равного 
, а напряжение на индуктивном элементе постепенно убывает от своего начального значения U до нуля.
При коротком замыкании цепи R, L ток определяется из уравнения
Если до коммутации в цепи протекал ток, равный , то в переходном режиме
.
Напряжение на индуктивном элементе:
Из последних выражений следует, что при коротком замыкании цепи R, L ток и напряжение по абсолютному значению убывают от своих начальных значений до нуля.
При включении цепи R, С на постоянное напряжение возникает переходной процесс, описываемый уравнением:
поэтому 
Решив уравнение, получим: 
где 
- постоянная времени, определяющая скорость протекания переходного процесса в цепи R, С.
Из выражений следует, что на конденсаторе постепенно возрастает от нуля до U, а ток постепенно убывает от до нуля.
При коротком замыкании цепи R, С происходит разряд конденсатора на сопротивлении R. Напряжение на конденсаторе определяется в этом случае уравнением:
Если до коммутации напряжение на конденсаторе равнялось U, то в переходном режиме:
Из последних выражений следует, что при коротком замыкании цепи R, С ток и напряжение на конденсаторе по абсолютному значению постепенно убывают от своих начальных значениях до нуля.
Анализ выражений тока и напряжения как цепи R, L так и для цепи R, С, показывает, что переходный процесс практически заканчивается через 4…5 
, поэтому на постоянной времени можно судить о длительности переходного процесса.
|
|
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВАЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
Учреждение образования
«Белорусский государственный аграрный технический университет»
Кафедра электротехники