В В Е Д Е Н И Е
Методические указания составлены в соответствии с программами курсов «Электротехника и основы электроники» и «Электротехника» для студентов неэлектротехнических специальностей.
Руководство состоит из двух частей, издаваемых отдельно. В первой части приведены описания лабораторных работ по электрическим цепям и электрическим измерениям.
Настоящие методические указания содержат описания лабораторных работ по электрическим машинам и аппаратам. Нумерация лабораторных работ принята единой для обеих частей указаний.
Описания лабораторных работ включают цель работы, домашнее задание, порядок выполнения работы, контрольные вопросы и содержание отчетов.
Очередность выполнения работ соответствует графику и порядковому номеру данного руководства. Продолжительность лабораторной работы 4 часа.
Ограниченный объем указаний не позволяет приводить теоретическую часть работы, поэтому в работе даны только основные положения, а детальное изучение материала предлагается студентам выполнить в процессе самостоятельной подготовки в соответствии с домашним заданием по литературе, приведенной в конце каждой работы.
Отчет по работе выполняется в соответствии с общими правилами оформления отчетов и графиков, принятыми для лабораторий электроэнергети-ческого факультета.
Правила допуска студентов к проведению лабораторной работы и оформление отчета по лабораторному практикуму изложены во введении к первой части методических указаний.
УКАЗАНИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ
В лаборатории электротехники питание схем осуществляется при напряжении источников до 220 В.
ПОМНИТЕ! - ЭТИ НАПРЯЖЕНИЯ МОГУТ БЫТЬ ОПАСНЫМИ ДЛЯ ЖИЗНИ ПРИ НЕОСТОРОЖНОМ И НЕКВАЛИФИЦИРО-ВАННОМ ОБРАЩЕНИИ СО СХЕМОЙ.
Все студенты перед началом работы проходят инструктаж о правилах безопасной работы в лаборатории в соответствии с утвержденной инструкцией.
При выполнении экспериментальной части лабораторных работ следует выполнять следующие правила:
1. Сборку схем производить при отключенном источнике питания.
2. Подавать напряжения на схему разрешается только после проверки и кратковременного пробного включения преподавателем.
3. При проведении работы недопустимы касания руками неизолированных токоведущих частей установки.
4. Все изменения в схеме должны производиться только при отключенных источниках питания.
5. При возникновении каких-либо ненормальностей в режиме работы (нагрев, запах горелой изоляции, дым, искры и т.д.) следует немедленно отключить цепь от источника питания и сообщить об этом преподавателю.
ПОМНИТЕ! - ПОСЛЕ ОТКЛЮЧЕНИЯ СХЕМ ОТ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ
НЕОБХОДИМО РАЗРЯДИТЬ ВСЕ КОНДЕНСАТОРЫ В ЦЕПИ.
В ПРОТИВНОМ СЛУЧАЕ ВОЗМОЖЕН РАЗРЯД КОНДЕНСА-
ТОРА НА ТЕЛО ЧЕЛОВЕКА, ЧТО ГРОЗИТ ОПАСНОСТЬЮ.
6. Особую осторожность следует соблюдать при работе с резонансными цепями, содержащими реактивные катушки и конденсаторы, так как при этом напряжения на отдельных участках цепи могут значительно превышать напряжение источника.
7. Металлические корпуса осциллографов должны быть заземлены.
8. Нельзя оставлять без присмотра находящуюся под напряжением установку.
9. По окончании работы установка должна быть отключена от источника питания.
ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
Одной из задач учебно-исследовательской работы в лаборатории является оценка погрешности, имевшей место при измерении какой-либо величины.
Погрешности измерений подразделяются на три группы:
- грубые погрешности – результат невнимательности или недостаточной квалификации исследователя. Результаты измерений с грубой погрешностью, как правило, исключаются из данных наблюдений;
- систематические погрешности – погрешности, величина и знак которых либо известен, либо может быть определен. К ним относятся погрешности измерительных приборов, методов измерения, влияния внешних факторов, субъективные;
- случайные погрешности – погрешности, величина и знак которых при данном измерении не могут быть предсказаны.
1. Основные определения
Абсолютная погрешность измерения: 
где 
- результат измерения,
- измеряемая величина
1.2. Относительная погрешность измерения: 
1.3. Относительная приведенная погрешность 
где 
- конечное значение диапазона измерения (шкалы).
Приведенная погрешность показывает, какую можно ожидать погрешность при соблюдении инструкции завода-изготовителя.
1.4. Класс точности прибора: 
- показывает, как велика может быть погрешность в самом неблагоприятном случае.
1.5. Интервал достоверных значений измеряемой величины 
где 
- максимально допустимые значения погрешности.
1. Измерение и расчет погрешностей измерения
Результат измерения состоит из оценки измеряемой величины (ее действительного значения) и погрешности измерения, характеризующей точность измерения.
Прежде чем приступить к измерению, нужно отнести его к определенному виду точности. Точность измерения должна быть соотнесена с его задачей.
В случае применения простых измерительных устройств в лабораторной практике случайные погрешности значительно меньше систематических, и случайными погрешностями можно пренебречь.
При проведении лабораторных работ в курсе ОЭ большинство измерений относится к техническим измерениям, которые выполняют однократно, и их погрешность определяется погрешностью измерительного прибора. В этом случае показания прибора принимают за результат измерения с максимальной абсолютной погрешностью, определяемой классом точности прибора.
2.1. Расчет погрешности результата прямого измерения
В практике расчетов наиболее целесообразна форма предъявления результата измерения в виде наибольшей относительной погрешности.
2.1.1. Определение наибольшей относительной погрешности по классу точности прибора производится по формуле: 
2.1.2.Определение наибольшей относительной погрешности по приведенной погрешности прибора производится по формуле: 
Пример 1. Измеренное с помощью вольтметра ( 
на диапазоне 
напряжение составляет 
.
Максимальная относительная погрешность измерения равна
Измеренное тем же вольтметром ( 
но на диапазоне 
напряжение составило 
Максимальная относительная погрешность измерения равна
Из сравнения результатов видно, что значение относительной погрешности измерения возрастает с увеличением предела шкалы .
2.2. Расчет погрешности результата косвенного измерения
При косвенных измерениях измеряемая величина функционально связана с другими величинами х, y, например:
где 
- результаты прямых измерений.
2.2.1 Определение наибольшей относительной погрешности измерения 
, являющейся функцией измеренных значений 
и 
, производится по формуле:
Пример 2. Напряжение генератора намерено вольтметром с 
на диапазоне и составило 75В. Измеренное значение тока амперметром с 
на диапазоне 
составило 0,7А. Найти наибольшую относительную погрешность определения мощности 
. 
Решение:
Мощность определяется соотношением 
Тогда 
; 
;
; 
Метрологическая карта средств измерения, имеющихся на лабораторном стенде, представлена в таблице 1, в которой приведены все необходимые сведения о приборах для расчета погрешностей результатов измерения.
Литература
1. Герасимов,В.Г. Электротехника: Учебник для неэлектрических спец.вузов.- 3-е изд., перераб. и доп./В.Г.Герасимов. – М.: Высш.шк., 1985. – 480 с., ил.
2. Касаткин, А.С., Электротехника: Учебник для неэлектротехнических спец.вузов. – 8-е изд., /А.С.Касаткин, М.В.Немцов. – М.:Энергоатомиздат, 2003. – 539 с., ил.
3. Вотльдек, А.И. Электрические машины/А.И.Вольдек. – Л.: Энергия, 1978. – 840 с., ил.
4. Робототехника и гибкие автоматизированные производства. В 9-ти кн. Кн.9. Лабораторный практикум по робототехнике: Учебн.пособие для вузов/Под ред.И.М.Макарова. – М.:Высш.шк., 1986. – 176 с., ил.
Содержание
Стр.
Введение……………………………………………………………………… 3
Указания по технике безопасности…………………………………………. 3
Погрешности измерений и обработка результатов измерений…………… 4
Лабораторная работа №5
Исследование режимов однофазного трансформатора…………………………. 8
Лабораторная работа №6
Испытание трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым
ротором……………………………………………………………………………..15
Лабораторная работа №7
Исследование генератора постоянного тока независимого и параллель-
ного возбуждения………………………………………………………………….22
Лабораторная работа №8
Исследование двигателя постоянного тока параллельного возбуждения……..27
Литература……………………………………………………………………32
В В Е Д Е Н И Е
Методические указания составлены в соответствии с программами курсов «Электротехника и основы электроники» и «Электротехника» для студентов неэлектротехнических специальностей.
Руководство состоит из двух частей, издаваемых отдельно. В первой части приведены описания лабораторных работ по электрическим цепям и электрическим измерениям.
Настоящие методические указания содержат описания лабораторных работ по электрическим машинам и аппаратам. Нумерация лабораторных работ принята единой для обеих частей указаний.
Описания лабораторных работ включают цель работы, домашнее задание, порядок выполнения работы, контрольные вопросы и содержание отчетов.
Очередность выполнения работ соответствует графику и порядковому номеру данного руководства. Продолжительность лабораторной работы 4 часа.
Ограниченный объем указаний не позволяет приводить теоретическую часть работы, поэтому в работе даны только основные положения, а детальное изучение материала предлагается студентам выполнить в процессе самостоятельной подготовки в соответствии с домашним заданием по литературе, приведенной в конце каждой работы.
Отчет по работе выполняется в соответствии с общими правилами оформления отчетов и графиков, принятыми для лабораторий электроэнергети-ческого факультета.
Правила допуска студентов к проведению лабораторной работы и оформление отчета по лабораторному практикуму изложены во введении к первой части методических указаний.
УКАЗАНИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ
В лаборатории электротехники питание схем осуществляется при напряжении источников до 220 В.
ПОМНИТЕ! - ЭТИ НАПРЯЖЕНИЯ МОГУТ БЫТЬ ОПАСНЫМИ ДЛЯ ЖИЗНИ ПРИ НЕОСТОРОЖНОМ И НЕКВАЛИФИЦИРО-ВАННОМ ОБРАЩЕНИИ СО СХЕМОЙ.
Все студенты перед началом работы проходят инструктаж о правилах безопасной работы в лаборатории в соответствии с утвержденной инструкцией.
При выполнении экспериментальной части лабораторных работ следует выполнять следующие правила:
1. Сборку схем производить при отключенном источнике питания.
2. Подавать напряжения на схему разрешается только после проверки и кратковременного пробного включения преподавателем.
3. При проведении работы недопустимы касания руками неизолированных токоведущих частей установки.
4. Все изменения в схеме должны производиться только при отключенных источниках питания.
5. При возникновении каких-либо ненормальностей в режиме работы (нагрев, запах горелой изоляции, дым, искры и т.д.) следует немедленно отключить цепь от источника питания и сообщить об этом преподавателю.
ПОМНИТЕ! - ПОСЛЕ ОТКЛЮЧЕНИЯ СХЕМ ОТ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ
НЕОБХОДИМО РАЗРЯДИТЬ ВСЕ КОНДЕНСАТОРЫ В ЦЕПИ.
В ПРОТИВНОМ СЛУЧАЕ ВОЗМОЖЕН РАЗРЯД КОНДЕНСА-
ТОРА НА ТЕЛО ЧЕЛОВЕКА, ЧТО ГРОЗИТ ОПАСНОСТЬЮ.
6. Особую осторожность следует соблюдать при работе с резонансными цепями, содержащими реактивные катушки и конденсаторы, так как при этом напряжения на отдельных участках цепи могут значительно превышать напряжение источника.
7. Металлические корпуса осциллографов должны быть заземлены.
8. Нельзя оставлять без присмотра находящуюся под напряжением установку.
9. По окончании работы установка должна быть отключена от источника питания.
ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
Одной из задач учебно-исследовательской работы в лаборатории является оценка погрешности, имевшей место при измерении какой-либо величины.
Погрешности измерений подразделяются на три группы:
- грубые погрешности – результат невнимательности или недостаточной квалификации исследователя. Результаты измерений с грубой погрешностью, как правило, исключаются из данных наблюдений;
- систематические погрешности – погрешности, величина и знак которых либо известен, либо может быть определен. К ним относятся погрешности измерительных приборов, методов измерения, влияния внешних факторов, субъективные;
- случайные погрешности – погрешности, величина и знак которых при данном измерении не могут быть предсказаны.
1. Основные определения
Абсолютная погрешность измерения:
где - результат измерения,
- измеряемая величина
1.2. Относительная погрешность измерения:
1.3. Относительная приведенная погрешность
где - конечное значение диапазона измерения (шкалы).
Приведенная погрешность показывает, какую можно ожидать погрешность при соблюдении инструкции завода-изготовителя.
1.4. Класс точности прибора:
- показывает, как велика может быть погрешность в самом неблагоприятном случае.
1.5. Интервал достоверных значений измеряемой величины
где - максимально допустимые значения погрешности.
1. Измерение и расчет погрешностей измерения
Результат измерения состоит из оценки измеряемой величины (ее действительного значения) и погрешности измерения, характеризующей точность измерения.
Прежде чем приступить к измерению, нужно отнести его к определенному виду точности. Точность измерения должна быть соотнесена с его задачей.
В случае применения простых измерительных устройств в лабораторной практике случайные погрешности значительно меньше систематических, и случайными погрешностями можно пренебречь.
При проведении лабораторных работ в курсе ОЭ большинство измерений относится к техническим измерениям, которые выполняют однократно, и их погрешность определяется погрешностью измерительного прибора. В этом случае показания прибора принимают за результат измерения с максимальной абсолютной погрешностью, определяемой классом точности прибора.
2.1. Расчет погрешности результата прямого измерения
В практике расчетов наиболее целесообразна форма предъявления результата измерения в виде наибольшей относительной погрешности.
2.1.1. Определение наибольшей относительной погрешности по классу точности прибора производится по формуле:
2.1.2.Определение наибольшей относительной погрешности по приведенной погрешности прибора производится по формуле:
Пример 1. Измеренное с помощью вольтметра (
на диапазоне напряжение составляет .
Максимальная относительная погрешность измерения равна
Измеренное тем же вольтметром ( но на диапазоне напряжение составило
Максимальная относительная погрешность измерения равна
Из сравнения результатов видно, что значение относительной погрешности измерения возрастает с увеличением предела шкалы .
2.2. Расчет погрешности результата косвенного измерения
При косвенных измерениях измеряемая величина функционально связана с другими величинами х, y, например:
где - результаты прямых измерений.
2.2.1 Определение наибольшей относительной погрешности измерения , являющейся функцией измеренных значений и , производится по формуле:
Пример 2. Напряжение генератора намерено вольтметром с на диапазоне и составило 75В. Измеренное значение тока амперметром с на диапазоне составило 0,7А. Найти наибольшую относительную погрешность определения мощности .
Решение:
Мощность определяется соотношением
Тогда ; ;
;
Метрологическая карта средств измерения, имеющихся на лабораторном стенде, представлена в таблице 1, в которой приведены все необходимые сведения о приборах для расчета погрешностей результатов измерения.
Метрологическая карта средств измерения к лабораторному стенду
Таблица 1
| Наимено-вание прибора. | Пределы измерения | Диапа-зон показа-ний шкалы прибора. | Цена деления шкалы прибора. | Чувствитель-ность прибора. | Класс точнос-ти. | Погреш-ность измере-ния приведен. |
| Комплект измери-тельный К-505 | Напряже-ние 30-600 В | 30;75; 150;300; 450;600В | 0,2;0,5; 1;2;3;4 В/дел | 5;2;1; 0,5;0,33; 0,25 дел/В | 75-600В- 0,5 30В-1,0 | 75-600В-0,5% 30В-1,0% |
| Ток 0,5-10А | 0.5;1;2,5; 5;10А | 0,005; 0,01; 0,025; 0,05; 0,1В/дел | 200;100; 40;20; 10 дел/В | 0,5 | 0,5% | |
| Мощность 15-6000Вт | 15;30; 37,5;75; 150;187,5 225;300; 375;450; 600;750; 125;1500; 2250;3000 4500; 6000Вт | 0,1;0,2; 0,25;0,5; 1;1,25; 1,5;2;2,5 3,5;5;7,5 10;15;2030;40 Вт/дел | 10;5;4; 2;1;0,8; 0,67;0,5; 0,4;0,33; 0,25;0,2; 0,13;0,1; 0,67;0,05 0,033; 0,025 дел/Вт | 75-600В-0,5 30В-1,0 | 75-600В- 0,5% 30В-1,0% | |
| Ампер-метр Э377 | Перемен-ный ток 5А | 5А | 0,2А/дел | 5 дел/А | 1,5 | 1,5% |
| Ампер-метр М330 | Постоян-ный ток 500мА | 500 мА | 20,0 Ом/А/дел | 0,05 дел/А | 1,5 | 1,5% |
| Вольтметр Э337 | Переменное напряж.50В | 50В | 2 В/дел | 0,5дел/В | 1,5 | 1,5% |
Лабораторная работа № 5
Дата: 2019-02-02, просмотров: 408.
