Изменить исходную схему, вынув подходящий к резистору R 1 провод из гнезда на входе резистора. Затем включить источник питания Е 3 и установить по прибору РР 1 напряжения питания схемы 9 В. Снять показания приборов и занести их в табл. 1. Выключить источник питания Е 3, а затем восстановить исходную электрическую схему, вставив отсоединенный провод в гнездо на входе резистора R 1.
Исследование нагрузочных режимов работы ЛЭП
Включить источник питания Е 3. Установить напряжение питания 9 В и с помощью регулятора напряжения поддерживать его неизменным во всех режимах нагрузки.
Снять 3 режима работы ЛЭП при изменении сопротивления резистора R 11, переключая его тумблер в порядке 2-3-1. Результаты измерений занести в табл. 1. Выключить источник питания Е 3.
Произвести изменения в электрической схеме, исключив из неё резистор R 11. Для этого соединительный провод, подходящий к резистору R 11, вынуть из гнезда на его входе и вставить в гнездо на его выходе. Включить источник питания E 3 и дополнительно снять еще 3 режима работы, изменяя сопротивление резистора R 1 переключением его тумблера в порядке 2-3-1. Результаты измерений занести в табл. 1.
5. По результатам измерений вычислить потерю напряжения Δ U, мощности P 1 и P 2, коэффициент полезного действия линии η, величину сопротивления линии R Л ср. Результаты расчетов занести в табл. 1.
6. Теоретически дополнительно рассчитать два особых нагрузочных режима работы ЛЭП, используя приведенные выше выражения:
- согласованный режим работы (согл.реж.), при котором сопротивление нагрузки равно сопротивлению линии, R Н = R Л, а R Л = R Л ср;
- режим короткого замыкания (к.з.) на зажимах потребителя, при котором сопротивление нагрузки RH = 0, а R Л = R Л ср.
Результаты расчетов особых режимов работы занести в табл. 1.
Таблица 1
| № опыта и режим работы | Измерено | Вычислено | |||||||
| I, mA | U 1, B | U 2, B | Δ U, В | P 1, mВт | P 2, mВт | Δ P,mВт | η | R Л ср,Ом | |
| х.х. 1 |
| ||||||||
| нагр.реж 2 | |||||||||
| 3 | |||||||||
| 4 | |||||||||
| 5 | |||||||||
| 6 | |||||||||
| 7 | |||||||||
| согл.реж. | |||||||||
| к.з. | |||||||||
7. По данным табл. 1 построить на трех графиках следующие зависимости U 1, U 2, Δ U = f (I), P 1, P 2, Δ P = f (I), η = f (I). Проанализировать полученные зависимости и отразить характер изменения указанных величин в выводах по работе.
Содержание отчета
Отчет по работе должен содержать:
- наименование работы и цель работы;
- схему исследуемой цепи;
- таблицы с результатами опытов и вычислений;
- расчетные соотношения;
- графики зависимостей U 1, U 2, Δ U = f (I), P 1, P 2, Δ P = f (I), η = f (I);
- выводы по работе.
Контрольные вопросы
1. Из каких элементов состоит электрическая цепь?
2. В чем состоит цель расчета электрической цепи и как она достигается?
3. Сформулируйте законы Ома и Кирхгофа. Расскажите о методике применения их к расчету простых цепей постоянного тока.
4. Расскажите о тепловом действии электрического тока. Сформулируйте закон Джоуля-Ленца.
5. Запишите и объясните уравнение баланса мощностей в любой электрической цепи.
6. Какой режим работы в электрической цепи называется номинальным, а какой - нагрузочным?
7. Как изменяется напряжение на зажимах источника при увеличении тока нагрузки?
8. В чем состоят особенности режимов холостого хода и короткого замыкания электрической цепи?
9. Какой режим работы электрической цепи называется согласованным, и где он используется?
10. Что называется внешней характеристикой источника?
11. В чем недостаток крутопадающей внешней характеристики источника с точки зрения условий работы приемников?
12. Как изменится напряжение в конце линии электропередачи, если в середине линии произойдет короткое замыкание?
13. Объясните, почему при больших мощностях передача энергии на большие расстояния производится при высоких напряжениях.
14. Укажите величину допустимых потерь напряжения в проводах линии электропередачи.
15. Объясните пути уменьшения потери напряжения в проводах линии электропередачи.
Работа №6
Исследование режимов работы трехфазной цепи при соединении приемников по схеме «ЗВЕЗДА»
Цель работы. Ознакомиться с измерением фазных и линейных токов и напряжений в трехфазных системах. Проверить основные соотношения между токами и напряжениями симметричного и несимметричного трехфазного приемника. Выяснить роль нейтрального провода в четырехпроводной трехфазной системе. Научиться строить векторные диаграммы напряжений и токов.
Общие сведения
В трехфазных электрических цепях используются источники с тремя одинаковыми по амплитуде и частоте ЭДС, сдвинутыми по фазе относительно друг друга на 120 градусов. Такая система ЭДС вырабатывается синхронным генератором, установленным на электростанции. Генератор на статоре имеет три одинаковые обмотки, сдвинутые в пространстве относительно друг друга на 120 градусов. При вращении ротора, выполненного в виде электромагнита, в обмотках статора генератора индуцируется трехфазная система ЭДС.
Обмотки трехфазного генератора чаще соединяют способом «звезда», что позволяет получать два вида напряжений: фазные напряжения между началами и концами фаз генератора и линейные напряжения между началами двух фаз. Напряжения генератора связаны между собой соотношением 
.
Трехфазные приемники могут присоединяться к генератору способами «звезда» или «треугольник». При соединении приемника «звездой» возможны две схемы включения приемника в трехфазную цепь.
В схеме соединения «звезда – звезда» с нейтральным проводом (четырехпроводная трехфазная цепь) нейтральные точки генератора и приемника соединены нейтральным проводом и имеют одинаковый потенциал. Если пренебречь сопротивлениями проводов и падениями напряжения на них, то фазные напряжения приемника равны фазным напряжениям генератора. Соответственно равны и их линейные напряжения. Соотношение между напряжениями приемника .
Токи в фазах приемника рассчитываются по закону Ома, а ток в нейтральном проводе определяется как векторная сумма фазных токов
При несимметричной нагрузке фазные токи приемника не равны между собой по величине и сдвинуты по фазе относительно соответствующих фазных напряжений на разные углы, поэтому сумма фазных токов не равна нулю, и в нейтральном проводе протекает ток 
При симметричной нагрузке фазные токи приемника равны по величине, сдвинуты между собой по фазе на 120 градусов, и сумма фазных токов равна нулю. Ток в нейтральном проводе не протекает, и нейтральный провод в трехфазной системе может отсутствовать. Следовательно, симметричную нагрузку можно использовать и в трехпроводной трехфазной цепи, то есть в схеме соединения «звезда – звезда» без нейтрального провода.
При включении несимметричного трехфазного приемника в трехпроводную трехфазную цепь между нейтральными точками генератора и приемника появляется напряжение смещения нейтрали, что приводит к нарушению симметрии фазных напряжений приемника. Фазные напряжения приемника не равны фазным напряжениям генератора, и это ограничивает включение несимметричных приемников в трехпроводную трехфазную цепь. Фазные токи приемника не симметричны, но векторная сумма этих токов равна нулю.
Роль нейтрального провода в схеме соединения «звезда – звезда» состоит в обеспечении симметрии фазных напряжений приемника при несимметричной нагрузке, поэтому несимметричные приемники всегда включают в четырехпроводную трехфазную цепь с нейтральным проводом.
Домашнее задание
5. Изучить теоретический материал по режимам работы трехфазных электрический цепей.
6. Подготовить таблицы 1 и 2 для записи опытных данных и ответы на контрольные вопросы к данной работе.
Рабочее задание
1. Ознакомиться с лабораторной установкой.
2. Собрать трехфазную электрическую цепь по схеме соединении «звезда – звезда» (рис.1). Представить схему для проверки преподавателю.
Рис.1. Трехфазная электрическая цепь при соединении приемника
способом «звезда»
