Файл: Общая электротехника и электроника учебнометодический комплекс.doc

1. Собрать на наборном поле лабораторного стенда трехфазную систему источников напряжения, соединенную звездой, для чего использовать блок трехфазных напряжений.

Установить во всех трех фазах источника одинаковые действующие значения напряжений по указанию преподавателя.

Измерить действующие значения фазных и линейных напряжений на зажимах трехфазного источника и занести их в табл. по форме 5.1.

Поддерживать в дальнейшем эти значения неизменными при всех режимах работы цепи.

Форма 5.1

Фазные напряжения источника			Линейные напряжения источника
UA , В	UВ , В	UС , В	UAB , В	UBС , В	UСА , В

2. Собрать на наборном поле лабораторного стенда трехфазный симметричный приемник, фазные сопротивления которого соединены звездой (рис. 5.1,а).

Действующие значения токов в линейных проводах и фазах приемника измеряются методом вольтметра с использованием известных значений фазных сопротивлений

.

3. Собрать на наборном поле лабораторного стенда трехфазную цепь, содержащую трехфазный источник и трехфазный приемник, соединенные звездой. Резисторы, имитирующие трехфазный симметричный приемник, размещены в специальном блоке, находящемся справа от наборного поля. Значения этих резисторов указаны на стенде.

Для измерения тока в нейтральном проводе методом вольтметра включить в него измерительное сопротивление R₀ = 10 Ом. Действующее значение тока в нейтральном проводе определяется по формуле

,

где U_0'0  действующее значение напряжения на сопротивлении R₀ .

4. Исследовать симметричный режим работы цепи при наличии нейтрального провода. Для этого измерить действующие значения фазных и линейных напряжений приемника. Результаты измерений занести в первую строку табл. по форме 5.2.

Затем измерить действующие значения фазных токов и действующее значение тока в нейтральном проводе. Результаты измерений также занести в табл. по форме 5.2. По известным

---

действующим значениям фазных и линейных напряжений, величинам фазных сопротивлений построить векторную диаграмму напряжений и токов для данного режима работы цепи (рис. 5.2).

Сопоставить результаты теоретических построений с экспериментальными данными и убедиться в том, что они практически совпадают. Убедиться также в том, что при этом режиме:

 действующие значения фазных напряжений приемника равны между собой;

 действующие значения линейных напряжений равны между собой и в раз больше действующих значений фазных напряжений;

 действующие значения фазных токов равны между собой;

 ток в нейтральном проводе равен нулю.

Форма 5.2

Режим работы

Измеряемая величина

UAB, В

UBC, В

UCA, В

UА, В

UВ, В

UС В

U00, В

IА, А

IB, А

IC, А

I00, А

РФ, Вт

Р3Ф, Вт

Симметричный с нейтральным проводом

Симметричный без нейтрального провода

5. Исследовать симметричный режим работы при отсутствии нейтрального провода.

---

Для этого отключить нейтральный провод и измерить действующие значения всех фазных и линейных напряжений приемника, а также действующие значения всех фазных токов. Результаты измерений занести во вторую строку табл. по форме 5.2.

Убедиться в том, что обрыв нейтрального провода не привел к изменению режима работы цепи.

6. Рассчитать активные мощности для двух режимов одной фазы и всех трех фаз, используя формулы (5.7) и (5.8). Результаты расчетов занести в табл. по форме 5.2.
4. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
1. Перечень измерительных приборов и их краткие характеристики.

2. Схемы трехфазной цепи при всех исследуемых режимах ее работы.

3. Основные расчетные формулы.

4. Таблицы с результатами измерений.

5. Векторные диаграммы напряжений и токов для всех рассмотренных режимов работы цепи.

6. Краткие выводы по результатам работы.


5. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1. Известны комплексные действующие значения линейных напряжений В и В. Определить действующее значение линейного напряжения U_BC .

2. Для трехфазной цепи с нейтральным проводом, работающей в симметричном режиме, известны действующее значение линейного напряжения U_Л = 380 В и сопротивление фазы приемника, соединенного звездой Z_Ф = R = 22 Ом. Определить действующее значение фазного тока.

3. Для трехфазной цепи без нейтрального провода, работающей в симметричном режиме, известны действующее значение линейного напряжения U_Ф = 220 В и сопротивление фазы приемника, соединенного звездой Z_Ф = R = 22 Ом. Определить действующее значение фазного тока.

4. Как определить активную мощность трехфазной цепи с нейтральным проводом, работающей в симметричном режиме?

5. Как определить активную мощность трехфазной цепи без нейтрального провода, работающей в симметричном режиме?

Л и т е р а т у р а: [2], c. 53...62.
Работа 6. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ДИОДОВ
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Исследования вольт-амперных характеристик полупроводниковых диода и стабилитрона и их применения в электротехнических устройствах.
2. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
В полупроводниковых диодах используется свойство p-n переходов, а также других электрических переходов, т. е. хорошо проводить электрический ток в одном направлении и плохо – в противоположном. Эти токи и соответствующие им напряжения между выводами диода называются прямым и обратным токами, прямым и обратным напряжениями.

---

По способу изготовления различают сплавные диоды, диоды с диффузионной базой и точечные диоды.

По функциональному назначению полупроводниковые диоды делятся на выпрямительные, импульсные, стабилитроны, фотодиоды, светоизлучающие диоды и т. д.

Выпрямительные диоды предназначены для преобразования переменного тока в постоянный и выполняются по сплавной или диффузионной технологиям. На рис. 6.1 приведены условное изображение выпрямительного диода и его типовая вольт-амперная характеристика. Прямой ток диода направлен от анодного А вывода к катодному К выводу. Нагрузочную способность выпрямительного диода определяют: допустимый прямой ток I_пр и соответствующее ему прямое напряжение U_пр, допустимое обратное напряжение U_обр и соответствующий ему обратный ток I_обр, допустимая мощность рассеяния. Допустимая мощность рассеяния у диодов малой мощности с естественным охлаждением (рис 6.2, а) достигает 1 Вт. У диодов большой мощности (рис 6.2, б) с радиаторами и искусственным охлаждением (воз­душным или водяным) допустимая мощность рассеяния достигает 10 кВт при допустимых значениях прямого тока до 1000 А и обрат­ного напряжения до 1500 В.

Импульсные диоды предназначены для работы в цепях формиро­вания импульсов напряжения и тока.

Стабилитроны, называемые также опорными диодами, предназ­начены для стабилизации напряжения. В этих диодах используется явление неразрушающего электрического пробоя (лавинного про­боя) p-nперехода при определенных значениях обратного напря­жения U_o6p = U_проб (рис. 6.3, а). В прямом направлении его ВАХ подобна диоду (рис. 6.3, а). На рис. 6.3, б приведена про­стейшая схема стабилизатора напряжения на приемнике с сопротив­лением нагрузки R_н.


Рис. 6.1

Рис. 6.2


При изменении напряжения между входными выводами стабилизатора U_вх> U_проб(R_н + R)/R_н напряжение меж­ду выходными выводами

---

U_вых ≈U_проб изменяется незначительно.

Все полупроводниковые элементы обладают нелинейными и несимметричными вольт-амперными характеристиками (ВАХ). Для определения ВАХ полупроводниковых элементов на постоянном токе используется установка, схема которой изображена на рис. 6.4, где БПН - блок постоянного напряжения лабораторного стенда, R - сопротивление, ограничивающее ток, ПЭ - полупроводниковый элемент (диод или стабилитрон).

Рис. 6.3




Рис. 6.4


Различают статическое сопротивление полупроводникового диода:

(6.1)

и его дифференциальное сопротивление:
. (6.2)

На разных участках ВАХ эти сопротивления будут различными, т. е.

являются функциями тока I.

Нелинейные свойства указанных полупроводниковых приборов эффективно используются в различных устройствах автоматики, электротехники, радиотехники. В частности, полупроводниковые диоды применяются для выпрямления переменного тока, стабилитроны - для стабилизации или ограничения напряжения.

Если полупроводниковый диод (рис. 6.5, а) подключен к источнику синусоидального напряжения (рис. 6.5, б), то при положительной полуволне этого напряжения все напряжение, за вычетом падения напряжения на диоде, прикладывается к сопротивлению R₁ (рис. 6.5, в). При отрицательной полуволне приложенного напряжения сопротивление диода очень велико и напряжение R₁ практически равно нулю, тем самым осуществляется выпрямление переменного тока.

На рис. 6.6, а приведена схема для ограничения амплитуды выпрямленного напряжения с использованием стабилитрона. Диод VD₁ предназначен для выпрямления входного синусоидального напряжения u₁ (рис. 6.6, б).

Форма выпрямленного напряжения u₂ представлена на рис. 6.6, в. Это выпрямленное напряжение приложено к нелинейной цепи, содержащей стабилитрон VD

---