Изображение с помощью вращающихся векторов.

Длина вектора должна быть=амплитуде или действующему значению, а угол относительно оси отчета должна быть=нач.фазе.

Билет №4.Цепь ~ тока с активным сопротивлением. Активнымназ. такое R в кот. Электроэнергия преобразуется в тепло. Активное R имеют: Провода,нагреват. приборы, резисторы,реостаты,лампы накаливания. Обозначается R. В цепи с актив. R напряж. И ток совпадают по фазе.U=U_msinwt; i=u/R= U_msinwt/R=I_msinwt ; I_m= U_m/R ; I=U/R-действующее значение.Мгновенная мощность p=ui.Мощность +, т.к. электроэнергия преобразованная в тепло обратно к источнику не возвращается.Р-активная мощность-среднее значение.P=1/2U_mI_m=1/2(√2U)(√2U)=UI=I²R=U²/R.[P]=Вт.

Билет №5.Цепь ~ тока с индуктивностью.R=0(пренебрегаем) i=I_msinwt.ЭДС самоиндукции e_L=-Ldt/dt=-Ld(I_msinwt)/dt=-L I_mcoswt=E_Lmsin(wt- П/2); u=-e_L=L Imwcoswt=U_msin(wt+ П/2).В цепи с индуктивностью U опережает ток по фазе на П/2,т.е. на 90⁰.U_m=LI_mw; I_m= U_m/wL= U_m/X_L- закон Ома.X_L- реактивное R индуктивности или индуктивное R. X_L=wL=2ПfL. Причиной

этого R является ЭДС самоиндукции,кот. По правилу Ленца противодействует любым изменениям тока.I=U/X_L-закон Ома,если U- постоян.X_L=0. Когда ток ↑ мощность + т.к. вокруг катушки образуется маг.поле в кот. Накапливается энергия. Когда ток ↓ мощность -,т.к. маг. поле распадается, а

накоплиная энергия возвращается обратно к источнику. Мгновенная мощность p=ui=U_mcoswtI_msinwt=1/2U_mI_msin2wt

Активная мощность Р=0.Реактивная мощность Q=1/2U_mI_m=UI; [Q]= ВАр

Билет №6.Цепь ~ тока с ёмкостью.Мгнов.заряд g=Cu=CU_msinwt; i=dq/dt=d(CU_msinwt)/dt=CU_mwcoswt=I_msin(wt+ П/2) u=U_msinwt; I=Q/t. В цепи с емкостью ток опережает напряж. по фазе на П/2.I_m=CU_mw=U_m/1/wC=U_m/X_c-закон Ома.Х_с-реактивное сопротивление емкости(емкостное R).X_c=1/wC=1/2ПfC.При постоянном U, Х_с=∞. Мгнов.мощность p=iu=U_msinwtI_mcoswt=1/2U_mI_msin2wt.Когда U ↑ конденсатор заряжается и в его эл.поле накапливается энергия , мощность+. Когда U ↓, мощность -,т.к. конденсатор разряжается, а накопленная энергия возвращается обратно к источнику. Актив.мощность Р=0.Реактивная мощность(обменная) Q=1/2U_mI_m=1/2(U√2)(I√2)=UI [ВАр]

Билет №7 Неразветвленная цепь ~ тока с последовательным соединением активного и индуктивного сопротивлений.i=I_msinwt. U_a=IR(совпадает по фазе с током) U_L=IX_L(опережает на П/2) u=u_a=u_L U=U_a+U_L. В этой цепи U опережает ток по фазе на угол φ.

U=√ U_A²+U_L²=√(IR²+(IX_L)²=I√R²+X²_L=IZ , Z-полное сопротивление.I=U/Z-закон Ома. Z=√R²+ X²_L

∆ сопротивления: cosφ=U_A/U=R/Z

Активная мощность P= U_AI [Вт] ∆ мощности:S=√P²+Q²

P=Scosφ=UIcosφ Q=UIsinφ

Реактивная мощность Q=U_LI[ВАр]

Полная мощность S=UI [ВА]

Cosφ-коэффиц.мощности, иэмеряют фазаметром.

Билет №8. Цепь ~ тока с последовательным соединением активного, индуктивного и ёмкостного R.i= I_msinwt. U_a=IR(совпадает по фазе с током) U_L=IX_C(опережает на П/2) U_C=IX_C(отстает на П/2) Ū= Ū_a+Ū_L+Ū_C Диаграмма U==√ U_A²+(U_L+ U_C)²=√(IR)²+(IX_L-IX_C)²=I√R²+(X_L-X_C)²=IZ. I=U/Z-закон Ома. . Z=√R²+( X_L-X_C)² Диаграмма R. 1) X_L-X_C, то U опережает I по фазе на угол φ.2) X_L<X_C,то U отстает I по фазе на угол φ. 3) X_L=X_C,то U и I совпадает по фазе, то в цепи происходит резонанс напряжения.

Билет №9.Резонанс напряжений.может происходить в цепях последов. Соединения катушки и конденсатора при условие X_L =X_C = емкостному R. X_L=2ПfL=1/2ПfC.Подбор параметров для получения резонанса наз. настройки контура в резонанс.φ=0 cosφ=1.Полное резонансное сопротивление Zрез=R- min.Iрез=U/ Zрез-большой.U_L=-U_C ;U=U_a U_L=U_C-большое если X_L и X_C>R, то U< U_L и U_C Добротность контура(Q)-U_L/U=U_C/U=X_L/R=X_C/R ; 2πfL=1/2πfC ; 4π²f²LC=1 ; f=1/2π√LC=f₀ – состав f.При рез. U т.к. U_L=-U_C по P_i= -P_C

Билет №10.Понятие об активной и реактивной проводимости.Из закона Ома для постоян тока известно, что ток прямопропорционален приложенному U и проводимости цепи.Это положение целиком применимо и к ~ току.Общий ток I=U_У, где у-полная проводимость.Активный ток I_A=U_g , где g –активная проводимость.Реактивный ток I_P= U_b где b –реактивная проводимость. Из этого следует , что общий ток и его активная и реактивная составляющие прямо пропорциональны U и соответствующим проводимостям.Соотношения между сопр-ями и проводимостями: I=U/Z= U_У, т.е. у=1/Z ; I_A=Icosφ=U/Z*R/Z=U*R/Z²= U_g , т.е. g= R/Z²=R/R²+X² ; I_P=Isinφ=U/Z*X/Z=U*X/Z²=U_b ,т.е. b=X/Z²=X/R²+X² Интересно отметить , что при R≤ x с увеличением активного сопр-ия активный ток ↑ , что видно из формулы: I_A=U_g=U*R/R²+X² При R≥x реакт. ток растет при ↑ реакти. сопр-ия , что видно из формулы: I_Р=U_b=U*x/R²+X² Если каждую сторону ∆ токов разделим на U , получим ∆ проводимостей, что видно на рис. Из ∆ проводимостей имеем y=√g²+b² g=√y²-b² b=√y²-g² При расчете цепи методом проводимостей актив. Проводимость цепи находят как арифмерт сумму проводимостей отдельных ветвей ; реактив проводимость – как алгебраическую сумму проводимостей ветвей. Полную проводимость подсчитывают по формуле: y=√g²+b²

Билет №11 Расчет цепей ~ тока методом проводимостей.1)Найти реак. Составляющие R-ие ветвей: X_L1=ωL₁ ; X_C1=1/ωC₁; X_L2=ωL₂ ; X_C2=1/ωC₂ 2)Найти реак. R- ия ветвей : X₁=Σx_L1i-Σx_C1i X₂=Σx_L2i-Σx_C2i 3)Найти полные R-ия ветвей: Z₁=√(ΣR_1i)²+x²₁ Z₂=√(ΣR_2i)²+x²₂ 4)Найти активные и реактив проводимости ветвей: g₁= ΣR_1i/ Z₁² g₂= ΣR_2i/ Z₂² b₁=X₁/Z₁² b₂=X₂/Z₂² 5)Найти общую актив проводимость , как арифмет Σ актив проводимостей ветвей: g=g₁+g₂ 6) Найти общую реактив проводимость , как алгебраическую Σ реак. проводимостей ветвей: b=±b₁±b₂ 7)Найти общую проводимость : y=√g²+b² 8) Найти общий ток : I=U_У 9)Найти полную, актив. и реак. мощности : S=UI P=U² g Q=U²b

Билет №12 Цепь ~ тока с параллельным соединением катушки и конденсатора.Резонанс токов.I₁ отстает по фазе от U. I₂=I_C=U/X_c(опережает на п/2) Ī=Ī₁+Ī₂ u=U_msinwt I₁=U/Z₁=U/√R²+X²_L cosφ₁=R/Z₁ Раскладываем I₁ на составляющие актив. и реактив. I_1a=I₁cosφ₁ I_1P=I_L= I₁sinφ₁ I=√I_A²+(I_L-I_C)² cosφ=I_A/I Если: 1) I_L>I_C, то I отстает по фазе от U на угол φ 2) I_L<I_C, то I опережает U по фазе на угол φ 3) I_L=I_C, то I совпадает по фазе с U и в цепи происходит резонанс токов.

Резонанс токов может произойти в цепях с параллельным соедин. катушек и конденсаторов, при условии I_L=I_{C ;} φ=0; cosφ=1; I рез= I_1A ; I при резонансе меньше, чем I в катушке I_рез< I₁ т.к. i_L=-i_C , то P_L=-P_C Это значит, что маг поле катушки создается за счет распада эл.поля конденсатора и наоборот , т.е. происходит полный обмен энергии. А от источника поступает , только энергия преобразуемая в тепло на актив R.

Билет №13 Способы представления и числовые хар-ки периодических несинусоидальных эл. величин.2 способа представления:1) Представления графиками мгновенных значений(графический способ) Примеры:

2)Аналитический способ(формулы) При анализе цепей несинус тока широко испол разложение периодических функций ряд Фурье.Согласно теореме Фурье периодическую функцию можно представить как сумму постоянной составляющей и ряда гармонических составляющих, имеющих разную амплитуду, частоту и нач. фазу. i = I₀ + I_{1 m} (sin ωt +ψ₁) + I_2m ⋅sin( 2ωt +ψ ₂)+ ...+ I_nm ⋅sin(nωt +ψ_n ) , где I₀= постоян составляющая. I_{1 m} (sin ωt +ψ₁)-основ волна или гармоника, т.е. колебание частоты. Кот. = частоте несинусоидальной периодической функции. Все остальные колебания наз. высшими гармоническими. Амплитуда(max) гармонического ряда, как правило, резко ↓ с ростом номера гармоники, поэтому при анализе эл. цепей ограничиваются учетом только нескольких 1-ых составляющих разложения. Несиносуидал. величины имеют след. числовые хар-ки:а)Действующее значение или среднее квадратическое.I=√I₀²+ I₁²+ I₂²…I²_n , где I₁, I₂…I_n-действующее значение гармонических составляющих. б)Сред.значение=постоян.составляющей. в)Коэффициенты амплитуды формы и несинусоидальности. Коэф.амплитуды= отношению max значения эл. величины к ее действующему значению. K_a=U_m/U; K_a=I_m/I Коэф.формы=отношению действующего значения эл.величины к ее среднему по модулю значению. K_Ф= U/│U_СР│ Коэф. несинусоидальности, выражается в % и = отношению средне квадратического значения всех гармоник, кроме основной, к действующиму значению основной гармоники тока, напряж. или ЭДС.По ГОСТУ этот коэф. не должен превышать 5%.

Билет №14.Анализ линейных эл.цепей несинусоидального тока.На входе некот цепи вкл. источник с несинусоидал. ЭДС.℮=E₀+E_1msinwt+E_2msin2wt=E₀+℮₁+℮₂ Результат вычислений не изменится, если заменить Е ЭДС тремя источниками ЭДС соединенными последовательно.

Схема замещения.

В этом случае расчет

можно свести к расчету U

итогов частичных схем.

Одной с Е₀ и 2-х ~ тока ℮₁,℮₂ .Мгновенное значение несинусоид. тока и напряжений определяем суммированием частичных I и U при расчете схемы замещения для каждого из источников. Метод наложения или суперпозиции. При расчете частичных схем необходимо иметь в виду, что X_L и X_C- сопр-ие зависят от порядкового номера гармоник. X_L=2П fL X_C=1/2ПfC

Билет №15. Понятие о 3-хфазном ~ токе: опр-ие, получение 3-хфазной ЭДС.3-хфазная сис-ма – совокупность 3-х эл.цепей ~ тока одной частоты.ЭДС кот. Имеют разные нач.фазы.Каждую отдельную цепь в 3-хфазной сис-ме наз.фазой. Преимущества 3-хфазной сис-мы перед однофазной: 1.Более экономичная передача электроэнергии на расстояние по 3-хфазным линиям.2.Более простое и надежное ус-во эл.машин.

Билет №16.Соединение обмоток генератора звездой.Правило:для соединения обмоток генератора звездой концы обмоток соединяют в одну точку называемую нулевой точкой или нейтральной. К ней присоединяют нулевой или нейтральный провод, к началам обмоток присоединяют линейные провода. В 3-хфазных цепях различают фазное и линейное напряжение. Фазным наз напряж. Между началом и концом одной обмотки или между линейным и «0» проводами. Фазовое напряж. обозначается: U_A,U_B,U_C. Фазные напряжения приблизительно = фазным ЭДС если пренебречь падением напряж.в обмотках. U_Ф≈ Е_Ф. Линейное наз. напряж.между началами 2-х обмоток или между линейными проводами.U_AB,U_BC,U_CA-линейное напряж. Соотношения напряж. : U_AB= U_A-U_B U_BС= U_В-U_С U_AС= U_A-U_С

1 /2 U_AB= U_A cos30⁰= U_A√3/2

U_AB=√3 U_A U_Л=√3 U_Ф

Билет №17.Соединение потребителей энергии звездой. При соединении звездой каждый приемник присоединяется между линейными и нулевыми проводами.(схема в 16 билете).В линейных проводах протекают линейные токи. Через потребителей протекают фазные токи. I_Л=I_Ф I_A= U_A/Z_A; cosφ_A=R_A/Z_A I_B,I_C- аналогично. Ток в нулевом проводе опред. по 1 закону Кирхгофа. i₀=i_A+i_B+i_C I₀=I_A+I_B+I_C При неравномерной нагрузке нулевой провод играет важную роль, он поддерживает на всех фазах одинаковое напряж.

Билет №18.Эл.схема соединения обмоток генератора треугольником.При соединении ∆ конец 1 обмотки соед. С началом 2-ой, конец 2 с началом 3, конец 3 с началом 1. К началам обмоток присоедин. линейные провода. Обмотки генератора образуют замкнутый контур, в кот. Действ. 3 ЭДС направления согласна,суммируются.ΣЕ∆=Е_А+Е_В+Е_С=0, при полной симметрии и при правильном

соединении R∆- мало.

U_Ф= U_A U_A= U_AB U_B= U_BС

Билет № 19.Соединение потребителей треугольником.Каждый потребитель присоединяется между 2-мя линейными проводами.I_A,I_B,I_C-линейные( I_Л) I_AВ,I_BС,I_CА-фазные (I_Ф) I_AB=U_AB/Z_AB; cosφ_AB=R_AB/Z_AB I_BС,I_CА- аналогично. Линейные токи определяем по 1 закону Кирхгофа.При неравномерной нагрузке(актив) При равномерной нагрузке I_Л=√3* I_Ф ; Р_3Ф=3Р_Ф=3U_ФI_Фcosφ_Ф=3U_ЛI_Л/√3cosφ_Ф=√3U_ЛI_Лcosφ_Ф.Как и для звезды.

№ 20 Получение вращающегося магнитного поля. 3-хфазная си-ма позволяет создать круговое вращающееся магнитное поле при неподвижных обмотках магнитопровода. Простейшее ус-во машины, в которой образуется вращающееся маг.поле, можно представить так: на неподвижном цилиндрическом магнитопроводе в пазах с внутренней стороны размещают 3 обмотки, расположенные в пространстве под углом 120⁰. Для простоты каждую обмотку можно представить как один разомкнутый виток. Обмотки соединены звездой. Условимся считать ток +, если он течет от начала обмотки к ее концу, а отрицательным – от конца к началу. Пусть при t=0 значения токов в фазах соответствуют векторной диаграмме. Согласно векторной диаграмме ток в первой фазе течет от начала к концу, а во 2-ой и 3-ей фазах от конца к началу, это и отмечено крестиками и точками в соответствующих проводах обмоток. Теперь, применив правило буравчика, изобразим картину маг. Поля; из этого рисунка видно, что ось поля расположена горизонтально. Через 1/3 периода токи в фазах будут соответствовать векторной диаграмме (рис б), для этого же момента по тем же правилам изображено маг. Поле над этой векторной диаграммой. Из рисунка маг. Поля в этом случае видно, что ось маг. Поля повернулась за 1/3 периода на 120⁰. На рис в показаны векторная диаграмма токов и маг. Поле через2/3 периода. Сравнивая картину маг. полей (а,б,в), видим, что маг. Поле вращается и в данном случае за один период делает один оборот. На этом принципе и основана работа самых распространенных асинхронных двигателей.

Билет № 21.Закон коммутации.Переходными процессами наз явления, имеющие место в эл. цепях при изменении их режима работы. Переходные процессы могут происходить во многих эл. ус-вах не только в начале и в конце их работы, когда включается и выключается источник питания, но и при возникновении аварийных ситуаций, когда происходит обрыв или короткое замыкание части эл.цепи. Иногда значение токов и напряжений некоторых элементов цепи могут во много раз превышать номинальные значения. При эксплуатации электротехнических ус-в и выборе аппаратуры защиты необходимо знание максимальных значений тока и напряжения, возникающих в переходных режимах, и время, за которое они достигаются. В ряде электротехнических ус-в , особенно часто в ус-вах промышленной электроники, переходные процессы являются основными процессами схемы работы, а не свидетельствам аварийного режима. Переходные процессы возникают в цепях, содержащих катушки и конденсаторы, т.к. эти элементы обладают способностью накапливать и отдавать энергию магнитного и эл.поля. Возникновение переходных процессов объясняется тем, что индуктивные катушки и конденсаторы являются инерционными элементами, т.е. изменение энергии эл.поля или маг. поля не может происходить мгновенно. Накопление энергии за счет источника или отдача ее в эл.цепь происходит хотя и в очень малые , но конечные промежутки времени.Для определения начальных условий при переходных процессах используют 2 закона коммутации эл.цепей: 1 закон коммутации: Сила тока, проходящего через индуктивность,не может изменяться скачкообразно. Такого скачка силы тока не допустит противодействие бесконечно большой ЭДС самоиндукции. В 1 момент переходный ток сохраняет значение, которое он имел в момент, предшествующей коммутации.2 закон коммутации: Напряжение и заряд ёмкости не могут изменяться скачкообразно.Значение этого напряжения в момент предшествующей коммутации, сохраняется и в первый момент после коммутации. При этом предполагается, что коммутация осуществляется мгновенно.

№22 Включение цепи с индуктивностью и активным сопротивлением на постоянное напряжение.Переходный процесс.Сила тока , которая должна установиться в цепи по окончании переходного процесса. I=U/R. В начальный момент t=0 сила тока в цепи i₀=0, т.к. согласно 1 закону коммутации сила тока не может изменяться скачком, а до замыкания она =0. Во время переходного процесса изменение силы тока выражается экспоненциальной функцией. i=I(1-e^-t/τ) , где τ=L/R- постоянный коэффициент в показателе степени определяет скорость нарастания силы тока, этот коэффициент имеет размерность времени и именуется постоянной времени. Постоянная времени τ= тому времени, за которое сила тока i могла бы возрасти до конечного значения I, если бы скорость возрастания силы тока оставалась неизменной и равной начальному значению (при t=0). Как при всех экспонециальных процессах, переходный процесс можно считать практически закончившимся спустя время t=3τ, когда силы тока достигнет значения i=0,95I или точнее спустя время t=5τ,когда i=0,99I. Билет №23 Короткое замыкание в цепи с активным сопротивлением и индуктивностью. Переходный процесс.Подобное условие имеют место в обмотках эл.машин и аппаратов при их отключении от сети. Так в замкнутом контуре индуктивности в течении некот времени после отключения поддерживается засчет энергии ,накопленной в маг.полое.согласно 1 закону коммутации в 1 момент после замыкания ключа К ,т.е. при t=0 в цепи сохраняется нач.сила тока I_Н=i0=E/R+R_g Ур-ие убывания силы тока i=I_He^-tlП,где τ=L/R. Спустя время t=3τ сила тока будет i=0,05I_HЭ, т.е. переходный процесс практически заканчивается.

№ 24 Отключение цепи с активным сопротивлением и индуктивностью от источника постоянного напряжения. Переходный процесс.I₀=E/R_K значение, которого сохраняется и в 1 момент после размыкания. После размыкания выключателя ток протекает через резистор R₁ и затухает так по экспоненте. τ=L/R₁+R_K. В резисторе R₁ в 1 момент времени ток изменяется скачком до I₀ при этом направление тока в нем меняется на противоположное. Если сопротивление резистора R₁ больше чем R_K то напряжение на нем начальный момент после коммутации будет выше приложенного напряжения.U_R1=I₀QR₁=ER₁/R_K=En , где n=R₁/R_K. Указанные обстоятельства следует иметь в виду при размыкании цепей содержащих элементы обладающие индуктивностью для исключения перенапряжений, которые могут вывести из строя аппаратуру, не рассчитанную на эти напряжения. При отсутствии резистора цепи R₁ отключение от катушки источника ЭДС может сопровождаться возникновением дуги между контактами, разрывающими цепь. Появление дуги объясняется так: после образования изоляционного промежутка между контактами ток в катушке не может скачком снизиться до нуля. Однако уменьшение тока в катушке вызывает наведение ЭДС самоиндукции и повышения напряжения на ее витках. При этом энергия маг. поля преобразуется в энергию эл.поля. Быстрый рост напряжения на катушке сопровождается соответствующим повышением напряжения на контактах пока не произойдет эл. пробой изоляционного промежутка и не возникнет дуга, вновь замыкающая катушку на источник питания. Если не принять специальных мер, то дуга будет гореть сравнительно долго, что приведет к расплавлению контактов. Для обрыва дуги контакты коммутирующего аппарата дополняют к дугогасящим ус-вам, которые повышают давление в дуге и усиливают ее охлаждение.

№ 25 Включение цепи с индуктивностью и активным сопротивлением на синусоидальное напряжение. Переходный процесс.Исследования переходных процессов упрощается, если рассматривать токи и напряжения как создаваемые положения токов и напряжений 2-х независимых процессов, принужденного и свободного. Принужденный процесс- состояние цепи устанавливающиеся по окончании переходных явлений вследствие принуждающего воздействия напряжения источника энергии.Свободный процесс-вызывается несоответствием энергии электромагнитного поля цепи в момент изменения ее режима условия установившегося режима цепи после коммутации. Эта энергия не может измениться скачкообразно, а ее изменения вызывают переходный процесс.ί=ί^`+ί^» i’-принужденный ток , он изменяется по синусоиде. i”- свободный ток, он изменяется по экспоненте. i”=А℮^-t/τ τ=L/R Т.к. до коммутации ток в цепи был =0 то и в начальный момент коммутации он так же =0. Начальный момент: t=0 i=i₀^’+i^”=0. Сила тока в цепи приближается к принужденной составляющей.Если в начальный момент принужденный ток=0, то в цепи сразу без переходного процесса устанавливается синусоидальный ток. Если τ велико по сравнению с периодом ~ тока, то при наиболее неблагоприятных условиях при включении в момент когда i₀=AI_A. Сила тока в цепи через половину периода может достигнуть максимального значения близкого к удвоенному значению амплитуды синусоидального тока.

№ 26 Включение цепи с ёмкостью и активным сопротивлением на синусоидальное напряжение. Переходный процесс.U_C=U_C’+U_C” U_C”=A℮^-t/τ τ=R/C.

В начальный момент t=0 U_i0= U_i0’+ U_i0”=0 U₀’= - U₀’=A. Переходный процесс можно считать завершившим.При наиболее неблагоприятных условиях т.е. при большой значение τ и в момент включения U_i0’=U_m то примерно через половину периода напряжение на конденсаторе окажется ≈ вдвое больше чем в установившемся режиме. Бросок напряжения вызывает так же и бросок тока.

№ 27 Погрешность и классы точности электроизмерительных приборов. При любом измерении неизбежны погрешности, т.е. отклонения результата измерения от действит. значения. Причиной этого являются такие факторы, как непостоянство параметров измерительных приборов, влияние эл маг. полей, изменение температуры окрж.среды. Абсолютная погрешность А- это разность между показанием прибора и действительным значением А измеряемой величины. ∆А=А_Х-А Из формулы следует, что А= А_Х-∆А= А_Х+Р Величина Р, обратная по знаку абсол.погрешности, наз.поправкой. Для оценки точности измерения использ.относительная погрешность, которая вычисляется по формуле: δ=│∆А│/А, или в % δ=│∆А│/А*100% Т.к. различные приборы имеют разные пределы измерений, то для сравнения приборов между собой по точности испол.основная приведенная погрешность прибора, под которой понимают выраженное в % отношение абсолютной погрешности ∆А прибора, находящегося в нормальных условиях работы, к нормирующему значению- верхнему пределу измерений прибора А_Н. =│∆А│/А_Н*100% Нормальными условиями эксплуатации прибора считаются температура окрж.среды(20±5)⁰С, относит. влажность воздуха (65±15)%, атмосферное давление (750±30)мм рт.ст.,отсутствие внешних маг. полей, нормальное рабочее положение прибора. Если условие эксплуатации прибора отличаются от нормальных, то приведенная погрешность прибора может отличаться от основной погрешности. В этом случае разность между фактической и основной погрешностями наз дополнительной погрешностью прибора. Измерительные приборы подразделяются на 8 классов точности: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. Цифра, определяющая класс точности, указывает на наибольшее допустимое для данного прибора приведенной основной погрешности(в %).

Билет № 28 Классификация электроизмерительных приборов.Электроизмерительные приборы делятся на 2 основные группы по методу измерения: 1)приборы непосредственной оценки , дающие численное значение измеряемой величины по их отсчетному ус-ву, более распр. приборы. 2) приборы сравнения, предназначенные для сравнения измеряемой величины с мерой, например измерит. мост. Их применяют для более точных измерений. По сис-ме отчета показаний приборы делятся на приборы с непрерывным отсчетом, например стрелочные приборы и приборы с дискретным отсчетом – цифровые, показания кот выражаются в цифровой форме. По роду измеряемой величины электроизм.приборы классифицируется на амперметры, вольтметры, ваттметры, фазометры, частометры, омметры.На схемах и лицевой панели прибора род измеряемой величины указывается с помощью услов.обозначения, некоторые из них в таблице.

По хар-ру применения: а)стационарные, приспособленные для жесткого крепления на месте установки, напряж на пульте или щите. б) переносные, не предназначенные для жесткого крепления. По степени защищенности от взаимодействия окр среды приборы делят на: обыкновение, брызгозащищенные, пыленепроницаемые, герметические. По исполнению в зависимости от условий эксплуатации разл.приборы для работы.а)в закрытых неотапливаемых помещениях б)в полевых или мор условиях, а также в передвижных установках в)в условиях тропического климата. По принципу действия и конструктивным особенностям измер.механизма электроизмер.приборы разделяются на магнитоэл, электромаг, электродинамич, ферродинамич, индукционные, тепловые, термоэл, электростатические, вибрационные(резонансные). На шкалуэлектроизмер.прибора наносятся услов.обозначения,основ.из кот. приведены в таб.

Билет № 29 Магнитоэлектрический измерительный механизм.Основная часть каждого прибора непосредственной оценки является измерительный механизм(ИМ).ИМ- часть конструкции прибора, состоящая из элементов, взаимодействие кот. Вызывает их взаимное перемещение. Под угол поворота подвижной части ИМ опред. значение измеряемой величины. а)Магнитоэл.ИМ. Сущ. 2 разновидности ИМ: с внешним(а)(внерамочным) магнитом и внутрирамочным(б).В воздушном зазоре А между неподвижным стальным цилиндром , Б и в полюсными башмаки N’S’ магнит NS создает однородное радиальное маг.поле. В этом поле расположена прямоуг.катушка-рамка В, укрепленная на 2-х полуосях-кернах, установленных в опорах, на передней полуоси закреплена указательная стрелка, под свободным концом кот. расположена шкала. Обмотка рамки состоит из изолированного провода малого сечения, рассчитанного на номинальный ток 10-100мА. Ток в рамке подводится через спиральные пружины.Этот ток, взаимодействуя с маг.полем, создает пару сил, образующих вращающий момент. Под воздействием этого момента рамка(подвижная часть) повернется на угол α, при кот.он уравновесится противодействующим моментом, созданным пружинами. Т.к. вращающий момент пропорционален току М=кI, а противодействующий момент пропорционален углу закручивания пружин. М_пр=Дα; М=М_ПР=кI=Дα, где к и Д-коэффициент пропорциональности. Угол поворота подвижной части. α=к/ДI=S_II , а ток в катушке I=Д/кα=С_Iα , где S_I=α/I-чувствительность прибора к току, определяемая числом делений шкалы, соответствующими единице тока.С_I=Д/к= I/α –пост.по току, известная для каждого прибора. Следоват,значение измеряемого тока можно определить произведением угла поворота и пост. по току С_I . Успокоителем наз.ус-во, предназначенное для уменьшения времени колебаний подвижной части, возникающих после каждого изменения измеряемой величины. В магнитоэл. ИМ применяется магнитоиндукционное успокоение. Успокоителем служит алюминиевый каркас рамки. При повороте рамки изменяется маг.поток, пронизывающий каркас. Взаимодействие тока, индуктивного в каркасе, с маг. Полем создает тормозной момент, обеспечивающий успокоение. Приборы магнитоэл.сис-мы обладают высокими точностью и чувствительностью, малым собственным потреблением энергии. Они имеют равномерную шкалу, их показания почти не зависят от влияния внешних маг.полей. Основной недостаток этих приборов – невозможность измерений в цепях ~ тока. Для измерений в цепях ~ тока магнитоэл. приборы включают через выпрямители. Высокочувствительный магнитоэл.приборы, соединенный с выпрямительной схемой, наз.прибором выпрямительной сис-мы. Выпрямительные элементы(диоды) монтируют в корпусе прибора и одно или 2-полупериодное выпрямление ~ тока. Приборы выпрямительной сис-мы находят широкое применение. Обычно их изготовляют комбинированными, т.е. предназначенными для измерения тока, напряжения, сопротивления в цепях постоян. и ~ тока с различными пределами измерения.

Билет № 30 Электромагнитный ИМ.Он имеет неподвижную катушку А и подвижную часть, состоящую из укрепленных на оси стального сердечника Б, указательной стрелки, пружины и алюминиевого сектора В успокоителя. Измеряемый ток, проходя по катушке, намагничивает сердечник и втягивает его в катушку. По углу поворота подвижной части ИМ в секторе В успокоителя, расположенном в поле магнита М, возникают вихревые токи, взаимодействие кот. с полем того же магнита создает тормозной момент, вызывающий успокоение. Электромагнитный ИМ применяется для измерения – и ~ тока, т.к. сердечник втягивается в катушку при любом направлении тока. Приборы электромагнитной сис-мы широко применяют для измерений. Они просты и надежны, обладают высокой перегрузочной способностью и механической прочностью. Однако этим приборам присущ ряд недостатков, основными из кот. являются низкая чувствительность, невысокая точность, значительное собственное потребление энергии, неравномерность шкалы, влияние внешних маг.полей на показания приборов. Успокоение осущ.не только магнитоиндукционными успокоителями, но и воздушными. Воздушный успокоитель представляет собой гильзу, в которой может перемещаться стрелкой.

Билет № 31 Электродинамический ИМ.Он состоит из 2-х катушек: неподвижной А и подвижной Б. Подвижная катушка, стрелка, крыло воздушного успокоителя и концы 2-х пружин укреплены на одной оси(рис). В результате электродинамического взаимодействия между токами I₁ и I₂, проходящими по катушкам, возникает вращающий момент. Под действием этого момента подвижная часть повернется на угол α. При кот. он уравновесится противодействующим моментом пружин. В цепи пост.тока вращающий момент и угол поворота подвижной части пропорциональны произведению токов, т.е. α=к₁ I₁ I_{2 .} В цепи ~ тока мгновенный вращающий момент пропорционален произведению мгновенных значений токов, а средний за период вращающий момент и угол поворота подвижной части зависит не только от действующих значений токов, но и от косинуса угла сдвига между ними, т.е. α=к₁ I₁ I₂ cosφ.Амперметры и вольтметры электродинамической сис-мы имеют квадратичную шкалу, т.е. неравномерную. Широко распространены электродин. ваттметры. Они имеют равномерную шкалу. Основное достоинство приборов электронной сис-мы – большая точность измерений в цепях – и ~ тока. К недостаткам этих приборов следует отнести значительное собственное потребление энергии и подверженность воздействию внеш. маг.полей.

Билет №32 Ферродинамический ИМ. Логометр.Разновидностью приборов электродинамической сис-мы являются ферродинам-ие приборы, у кот. для повышения вращающего момента маг. поток неподвижной катушки создается в спец. магнитопроподе для уменьшения потерь на вихревые токи. Магнитопровод ферродинам.прибора изготовляют из тонких листов электротехнической стали или прессуют из ферромагнитного порошка с электроизоляционным наполнителем. Существенным недостатком приборов ферродинамической сис-мы является зависимость их параметров от частоты измеряемого тока. Логометр-это ИМ в кот. Угол поворота или отклонение, подвижной части зависит от отношения токов в рамках α=f(I₁ /I₂). Бывают 2-х видов: 1) Неподвижный магнит и 2 подвижные рамки с обмотками. 2) катушки неподвижны, а подвижной частью является постоян. магнитик, закрепленный на оси.

Билет №33 Измерение тока. Расширение пределов измерения амперметров.Показания амперметра зависят от идущего через него тока I_A, поэтому для измерения тока в каком-либо приемнике энергии I_ПР амперметр включают последовательно с этим приемником, так что I_A= I_ПР(рис).Включение амперметра не должно влиять на измеряемый ток, поэтому R его должно быть малым по сравнению с R приемника. Малому R амперметра R_А соответствует и малая номинальная мощность потерь в нем: Р_АН= I_AH² * R_A. Для измерения пост. тока можно испол.амперметры любых сис-м. На практике преимущественно испол. амперметры магнитоэл-ой сис-мы. Для измерения действующего значения ~ тока в основном применяют приборы электромаг-ой сис-мы, а для измерения его среднего значения приборы магнитоэл-ой сис-мы с выпрямителем. Один и тот же амперметр можно испол. на различные предельные значения токов. Расширение пределов измерений достигается с помощью дополнительных ус-в: шунтов при измерении в цепях пост. тока; измерительных трансформаторов тока при измерении в цепи ~ тока. Шунтом наз. Резистор, R_Ш кот. соизмеримо с внут.R_A амперметра. Шунт имеет 4 зажима – 2 для подключения к контролируемой цепи и рассчитанных на протекание через них номинального тока шунта, и 2 для присоединения к ним измерительного прибора. Шунты выпускают на номинальные токи от 0,15 до 6000 А. При измерениях тока с применением шунтов следует учитывать принципиальную особенность измерительной схемы, заключающуюся в то, что в этих схемах измерительный прибор должен присоединяться к шунту, а не шунт к прибору, т.е. основной ток цепи должен проходить только ток, потребляемый прибором. I_A=I R_Ш/ R_Ш+R_A ; n=I/I_A= R_Ш+R_A/ R_Ш ; R_Ш= R_A/n, где n-коэффициент расширения пределов измерения амперметров.

Билет № 34 Измерение напряжения, Расширение пределов измерения вольтметров.Вольтметры присоединяют // контролируемым участкам эл. цепи. (рис).Включение вольтметра не должно влиять на измерение U, поэтому R вольтметра должно быть большим по сравнению с R приемника энергии, // которому он включен. В вольтметрах последовательно с ИМ включен добавочный резистор из манганина с достаточно большим сопротивлением R_g, которое практически неизменно, обеспечивая этим постоянство сопротивления вольтметра. R_H+R_Д=R_V=const и независимость его показаний от температуры. Добавочное R используют также для расширения пределов измерения в цепях – тока. На рис.использованы след. условные обозначения: U₀- предельное значение U, измеряемое прибором; U₁- предельное значение измеряемого U с добавочным резистором R_g. R_д резистора определяют из следующих соображений. Допустим, вольтметром с R_V и предельным значением измеряемого U₀ необходимо измерить U₁ в n раз больше, чем U₀, т.е. U₁= U₀+U_Д следовательно n= U₁/ U₀=U₀+U_R∂/U₀=1+R_∂/R_V. Отсюда находим R_д= R_V*(n-1). В цепях ~ тока для расширения пределов измерений вольтметров испол. измерительные трансформаторы U ТН(рис в). В этом случае измеряемое напряжение U=K_H*U_u , где K_H – коэффициент трансформации ТН. Для измерения U в цепях – тока применяют магнитоэл-ие вольтметры, а в цепях ~ тока электромагнитные и электродин-ие вольтметры.

Билет № 35 Измерение сопротивления с помощью амперметра и вольтметра.Косвенное измерение элек.сопротивления постоянному току какого-либо ус-ва эл. цепи осущ.с помощью метода, кот. получил название метода амперметра-вольметра. Согласно этому методу R находится на основании закона Ома: R=U/I. При измерении R этим методом приборы могут быть включены 2-мя способами. Схему включения приборов на рис, а рекомендуется применять в тех случаях, когда измеряемое R значительно больше R амперметра R_A. в случае, если R значительно меньше R вольтметра R_V, целесообразно испол.схему, на рис.Б. При этом независимо от схемы включения приборов измеряемое R должно находиться в диапазоне R_A <R< R_V. Данный диапазон значений R определяет область применения метода амперметра-вольтметра. Найденное значение R, как правило, уточняют внеся соответствующую поправку: R={R-R_A-для схемы а 2 рис. R={R/(1-R/R_V)-для б 2 рис. Прямое измерение R может осущ.методами непосредственной оценки (с помощью омметров) или сравнения ( с помощью мостового и компенсационного методов).

Билет № 36 Омметр.Прибор, предназначенный для непосредственного измерения R.Он представляет собой комбинацию прибора магнитоэл. сис-мы и специальные измерительной цепи.В зависимости от типа измерительного прибора, используемого в омметре, различают омметры с магнитоэл. миллиамперметром и магнитоэл. логометром. На схеме (а) показан омметра с магнитоэл. Миллиамперметром. В этой схеме последовательно с миллиамперметром включен резистор, R_Х которого требуется измерить добавочный резистор R_Д и источник пост.U с параметрами Е, R_В. Ток I_Х в измерительной цепи по формуле: I_Х=Е/ R_Х+ R_Д+R_u.. Если величина Е источника неизменна, то величина тока Iх зависит только от значения измеряемого Rх. Однако с течением времени Е источника ↓ что приводит к существенной погрешности измерений. Для компенсации (↓) этой погрешности Rд выполняют регулируемыми. Омметр с магнитоэлектрическим логометром лишен этого недостатка. Устройство магнитоэлектрического логометра на рис б. Он состоит из 2- жестко связанных между собой катушек 1 и 2, расположенных друг относительно друга под углом П/2 на сердечнике 3 эллипсоидной формы и постоянного магнита 4. Ток в катушке подводят от общего источника питания напряжения через гибкие проводники, которые практически не создают противодействующего момента. Последовательно с одной из катушек включен постоянный добавочный резистор, последовательно с другой-резистор с измеряемым сопротивлением R_Х. Токи, протекающие через катушки соответственно =. I1=U/R1+Rд; I2=U/R2+Rх, где R1 и R2 сопротивления соответствующих катушек. При взаимодействии токов I1 и I2 с магнитным полем прибора создаются 2 вращающих момента М1 и М2, направленных навстречу друг другу. М1=С1(α)I1; М2=С2(α)I2, где С1(α) и С2(α)-коэффициенты пропорциональности, зависящие от положения катушек в магнитном поле, α-угол отклонения плоскости какой-либо катушки от вертикальной оси О. Из-за эллипсоидной формы сердечника С1(α)≠ С2(α) при любых α. Под влиянием вращающих моментов М1 иМ2 подвижная сис-ма повернется на угол α, при котором М1=М2. Отсюда ………..

следовательно, угол α поворота подвижной сис-мы логометра пропорционален отношению токов. Т.к.

угол α зависит от измеряемого сопротивления Rх и не зависит от U источника питания.

Билет № 37 Мостовой метод измерения сопротивления. Позволяет наиболее точно измерять сопротивление постоянному току. В одно из плеч моста (а) включает резистор, сопротивление Rх которое требуется измерить в другие плечи моста резисторы с известными сопротивлениями R1,R2,R3,R4. В одну диагональ моста (узлы а и б) включается источник, а в другую (узлы в и г) измерительный прибор гальванометр с нулевой отметкой на середине шкалы. Когда потенциалы точек с и б = измерительный прибор показывает нулевые значения U между ними. Такое состояние моста называется уравновешенным. При равновесии моста электрическая цепь измерения R компенсационным методом состоит из источника постоянной ЭДС резистора Rх которое требуется измерить образцового резистора с сопротивлением Rо и магнитоэлектрического вольтметра(б).

С помощью переключателя П измеряют напряжения Urx и Urо. Т.к. Rx и Rо включены последовательно откуда:

№ 38 Измерение мощности в цепи постоянного тока.В цепях постоянного тока мощность измеряют электродинамическим ваттметром. Неподвижная катушка называют токовой, и присоединяется последовательно с приемником. Подвижная катушка, называется катушкой напряжения она вместе с добавочным сопротивлением присоединяется // приемникам.

№ 39 Измерение активной мощности в однофазной цепи.Активную мощность измеряют электродинамическим и ферродинамическим ваттметрами. Схема в № 38. Если в цепи ~ тока U превышает 220 В, сила тока более 5А то обмотки ваттметра присоединяют через специальные измерительные трансформаторы тока и напряжения.

№ 40 Измерение мощности в 3-хфазных цепях.В 3-хфазных 3-хпроводных цепях измеряют 2-мя ваттметрами и показания их складывают или одним 2-х элементным ваттметром. В 4-хпроводной 3-хфазной цепи измеряют мощность 3-мя ваттметрами и складывают их показания или одним 3-х элементным.

№ 41 Измерение электроэнергии. Измеряют счетчиками. W=рt, т.к. в формулу входит t то счетчик является прибором суммирующим а поэтому вращение его подвижной части не ограничивается пружинами. В однофазных цепях ~ тока электроэнергию можно измерить индукционным счетчикам. Он состоит из 2-х электромагнитов, один из них токовый подключается последовательно с приемниками. Другой напряжения присоединяется // с приемниками на оси закреплен алюминиевый диск. Ось заканчивается шестеренкой, которая соединяется со счетным механизмом. Для создания тормозного или противодействующего момента служит постоянный магнит. Когда по обмоткам электромагнитов протекают токи то они создают 2 ~ магнитных потока которые пронизывают диск в диске наводятся вихревые токи. Магнитный поток одного электромагнита взаимодействует с вихревыми токами, наводимыми другим электромагнитом и наоборот. Это приводит к образованию вращающего момента. Когда диск проходит между полюсами постоянного магнита, то в нем также наводятся вихревые токи. От взаимодействия, которое с постоянным магнитным потоком образуется противодействующий или тормозной момент. Когда Мвр=Мтор диск вращается с постоянной скоростью. Потребляемая мощность пропорционально частоте вращения диска. Р=кn. W=рt= кnt=кN-общее число оборотов диска. В 3-х проводных 3-хфазных цепях измеряют 2-х элементными счетчиками. А в 4-хпроводных цепях 3-х элементными.

№ 42 Измерительные преобразователи и их классификация. Для измерения неэлектрических величин необходимо 3 элемента: 1) Измерительный преобразователь или датчик 2)Указатель или электроизмерительный прибор 3)Линия связи. Служат для преобразования неэлектрической величины в однозначно зависимую от нее электрическую величину. Измерительный преобразователь или датчики делятся на 2 вида: а) параметрические которые преобразуют измеряемую величину в один из параметров электрической цепи R, L, С.Бывают: реостатные, проволочные или тензосопротивления, индуктивные, емкостные, фотоэлектронные. Б) генераторные которые преобразуют неэлектрическую величину в ЭДС. Бывают: индукционные, термоэлектрические, пьезоэлектрические, фотоэлектронные.

№ 43 Измерение магнитных величин.Измерение магнитной величины основано на явлении электромагнитной индукции, т.е. на наведении ЭДС в контуре или катушке при изменении магнитного потока Ф, пронизывающего их.

Из 3-х магнитных величин предпочтительным для измерения, является магнитный поток, его измеряют вебеметром. В=Ф/S. По величине В определяют Н,т.е. напряженность по кривой намагничивания. Рассмотрим принцип работы вебеметра. Первичным преобразователем вебеметра является катушка, имеющая ω витков которую располагают в магнитном поле. Для измерения магнитного потока проходящего по ферримагнитному сердечнику, она наматывается непосредственно на сердечник.

№ 44 Устройство машин постоянного тока.Та часть машины, которая создает магнитный поток Ф, называется индуктором. А та часть, в которой наводится ЭДС, называется якорем. Неподвижная часть называется статором. Подвижная часть называется статором. Подвижная часть называется ротором. В машине статор является индуктором. Ротор является якорем. Статор состоит из корпуса или станины. Станин отливается из стали (основа). Она же является магнито-проводом. Внутри к станине крепятся полюса. Набирается из листовой электротехнической стали, чтобы уменьшить вихревые токи и нагрев машины. На полюсах находится обмотка возбуждения. Она служит для создания магнитного потока. Обмотки из медного провода. На статоре могут быть в некоторых машинах, кроме главных полюсов и дополнительные полюса. Устройство якоря. На валу находится якорь. Сердечник якоря цилиндрический. Набирается из штамповых пластинок из листовой электротехнической стали. В пазах сердечника находится обмотка якоря. Обмотку закрепляют в пазах с помощью клиньев вдоль и бандажами и вдоль и поперек. Выводы обмотки якоря припаиваются к коллектору (из меди), состоящему из медных пластин изолированных между собой. К коллектору прилегают щетки. На основе графита и угля. Щетки находятся в обоймах щеткодержателя. В виде призмы их форма. Щеток столько же сколько полюсов. С помощью коллектора и щеток обмотка якоря соединяется с внешней цепью. Коллектор также является механическим выпрямителем, который преобразует ~ ЭДС наведенную в обмотки якоря в постоянную. Бывают машины постоянного тока с постоянным магнитом. ( обмотки возбуждения нету).

№ 45 Принцип действия генератора постоянного тока. Если вращать якорь генератора, то проводники обмотки якоря будут пересекаться с магнитным потоком, создаваемым обмоткой возбуждения и в них будет наводиться ЭДС (правило правой руки). Если к обмотки якоря присоединить приемник или потребитель R то под действием ЭДС в обмотки якоря и в приемнике пойдет ток. Т.к. проводники якоря находятся в магнитном поле и по ним протекает ток, то на них действует электромагнитные силы F. Эти силы создают противодействующий или тормозной момент.

№ 46 Коммутация в машинах постоянного тока и способы ее улучшения.Обмотка якоря состоит из секций. Схема обмотки представляет собой последовательно // соединение секций. Коммутация – это процесс переключения секций из одной // ветви в другую и сопровождающие его явления. Продолжительность этого процесса называется периодом коммутации Тк=10^-3-10^-5с. В результате коммутации повышается плотность тока по сбегающим краям щетки. Т.к. период коммутации очень мал, т.е. велика скорость изменения тока в секции то в ней наводится ЭДС самоиндукции. Поэтому при разрыве цепи ЭДС самоиндукции поддерживает ток, что приводит к искрению между коллекторными пластинами и щетками. В машинах мощностью выше более одного киловатта делают добавочные полюса, число которых = числу главных полюсов или вдвое меньше. Обмотку добавочных полюсов соединяют последовательно с обмоткой якоря. Эта обмотка создает магнитное поле такого направления что под действием его в обмотке якоря наводится ЭДС направленное против ЭДС самоиндукции которое возникает при коммутации.

№ 47 Типы генераторов постоянного тока.В зависимости от подключения обмотки возбуждения генераторы постоянного тока делятся на 2 вида: 1) генераторы независимого возбуждения в котором обмотка возбуждения питается от постороннего независимого источника. К этому же типу относятся генераторы с постоянным магнитом. 2) генераторы с самовозбуждением в котором обмотка возбуждения питается от собственного якоря. Эти генераторы бывают 3-х типов: а) генераторы // возбуждения или шунтовые б) последовательного возбуждения или сиресные в) смещенного возбуждения или компаундные они имеют 2 обмотки возбуждения шунтовую и сиресную.

№ 48 Электродвижущая сила обмотки якоря. Электродвижущая сила в обмотке якоря прямо пропорциональна частоте вращения якоря и магнитному потоку. Е=Се n Ф Се- коэффициент постоянное число.

№ 49 Характеристики генераторов постоянного тока с // возбуждением: холостого хода, внешняя, регулировочная.А) Холостого хода – это зависимость ЭДС в обмотке якоря от тока в обмотке возбуждения. Е=f(Iв) при условиях n=const,I=0. При Iв=0, Е=Еост. Эта ЭДС наводится остаточным магнитным потокам. Если Iв↑ (реостатом Rв), то Е↑, т.к. Ф↑. когда наступает магнитное насыщение ЭДС не возрастает. Б) Внешняя –это зависимость напряжения на зажимах генератора от тока нагрузки. U=f(I) при условиях n=const Rв=const. С ростом тока нагрузки напряжения на зажимах ↓ по 3-м причинам: а) ↑ падение напряжение в обмотки якоря IяRя↑ б) ↑ размагничивающее действие реакция якоря, т.е. ↓Ф в) Из-за снижения напряжения, ток возбуждения ↓, т.е. ↓Ф еще больше. Когда I=Iкр(точка б) напряжение ↓, I↓. Это происходит из-за сильного размагничивания, когда ЭДС ↓ быстрее, чем сопротивление нагрузки. Когда Rн=0, I=Iк.з, U=0. Ток к.з. небольшой. В) Регулировочная показывает как можно воздействовать на Iв для того чтобы напряжение на зажимах оставалось постоянным U=Се n Ф-Iя rя

№ 50 Типы электродвигателей постоянного тока.Электродвигатели постоянного тока различают, как и генераторные в зависимости от схемы возбуждения. Аналогия обусловлена обратимостью эл. машиной. Рабочие хар-ки и эксплуатационные св-ва существенно различны, поэтому далее они рассмотрены отдельно каждого типа двигателя.

№ 51 Принцип действия двигателя постоянного тока. Если обмотку якоря включить в сеть, то по ней пойдет ток. Т.к. проводники находятся в магнитном поле, то на них будут действовать электромагнитные силы F (по правилу левой руки), Эти силы создают вращающий момент. Якорь начинает вращаться, т.к. проводники обмотки якоря перемещаются в магнитное поле, то в них наводится ЭДС (по правилу правой руки). Это ЭДС направленно против тока, противо - ЭДС.

№ 52 Хар-ки электродвигателя с // возбуждением.Схема включения в сеть двигателя // возбуждения на рис. Обмотка якоря включается в сеть через ступенчатый пусковой реостат Rп обмотка возбуждения через реостат Rш. Механической хар-кой называют зависимость установившейся скорости вращения от момента двигателя при постоянном напряжении питания. Она представлена на рис. Как видно из графика скорость вращения двигателей при изменении тормозного момента в широких пределах изменяется незначительно. Поэтому говорят что двигатели // возбуждения имеют жесткую механическую хар-ку. Она остается жесткой до М=I, 5М*ном, а затем круто обрывается вниз. Рабочими хар-ми наз зависимости скорости вращения n, тока I, вращающего момента М и коэффициента полезного двигателя η от полезной мощности на валу двигателя при постоянном напряжении цепей якоря и возбуждения (Iв=const). Рабочие хар-ки изоб. на графике. Двигатель // возбуждения обладает малым пусковым моментом, «боится» перегрузок. Мn=(1,5-2)Мном. Указанные св-ва ограничивают применение этого двигателя в самолетном электроприводе. Постоянство скорости позволяет использовать двигатель // возбуждения в механическом времени.

№ 53 Хар-ки электродвигателей с последовательным возбуждением.В двигателе последовательного возбуждения обмотка возбуждения включается последовательно с обмоткой якоря.(рис). Механическая хар-ка двигателя мягкая. При холостом ходе двигателя скорость вращения неограниченно возрастает двигатель идет «вразнос» . Это может привести к механическим повреждениям (поломка бандажей, выпучивание обмотки якоря и пластин коллектора). Работа двигателя без нагрузки и при нагрузках меньших (25-30%) Рном недопустима. С ростом нагрузки скорость вращения резко уменьшается( участок 1), а после насыщения магнитной цепи плавно уменьшается с ростом нагрузки(участок 2). Двигатель не «боится» перегрузок, имеет большой пусковой момент, что очень важно в самолетном электроприводе. Мп=(3-5) Мном. Рабочие хар-ки на рис. Двигатель последовательного возбуждения применяется для запуска автомобилей (статор), в некоторых крановых установках, на электрифицированном транспорте и в самолетном электроприводе.

№ 54 Пуск в ход двигателей постоянного тока. В 1-ый момент после подключения двигателя к сети якорь вследствие своей инерционности остается неподвижным. При этом противо-ЭДС, пропорциональная скорости вращения якоря =0 , а выражение U=E+IяRя имеет вид U=IяRя следовательно в момент пуска потребляемый двигателем ток ограничивается только сопротивлением цепи якоря: Iя=U/Rя. Обмотка якоря имеет небольшое активное сопротивление тем меньшее, чем мощнее двигатель. Поэтому в момент пуска ток двигателя может в десятки раз превышать ток, потребляемый в номинальном режиме. Пусковые токи кратковременны. По мере раскручивания якоря и нарастания противо- ЭДС ток двигателя ↓ приближаясь в рабочему току. Тем не менее, наличие пусковых токов приводит к целому ряду нежелательных явлений. Если сеть, к которой подключается двигатель, имеет не очень большую мощность, то перезагрузка сети большими пусковыми токами двигателей вызывает резкое снижение напряжения и нарушение работы всей системы: ↓ накал лампы срабатывают отдельные элементы коммутационной аппаратуры, отпускают электромагниты, ↑ погрешности приборов и т.д. Помимо этого протекание больших токов в цепи вызывает подгорание контактов выключателей, а также возникновение значительных сил притяжения и отталкивания между проводами, что может привести к механическим повреждениям электропроводки. Большие пусковые токи вредны и для самого двигателя подгорают коллектор и щетки, элементы конструкции двигателя испытывают толчки и механические перегрузки, наводятся большие ЭДС взаимной индукции, которые могут привести к пробою изоляции проводов. Эти последствия пуска мощных двигателей настолько существенны, что заставляют применять специальные меры для ограничения пусковых токов. Широкое применение находят пусковые реостаты, включаемые последовательно с обмоткой якоря. В момент пуска двигателя реостат введен. По мере разгона двигателя и ↑ противо-ЭДС якоря реостат выводят. Следует иметь в виду, что пусковой реостат рассчитан на кратковременную работу. Если оператор не полностью выведет пусковой реостат после пуска двигателя, то реостат перегреется и выйдет из строя. В настоящее время при высокой степени автоматизации оборудования пуск мощных электродвигателей осуществляется автоматически.

№ 55 Регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока. 1)Регулирование изменения частоты тока f1. Для регулирования необходимы преобразователи частоты. Это могут быть электронные устройства. 2) Изменением числа пар полюсов магнитного поля создаваемого обмоткой статора. Для этого каждую фазу обмотки статора разбивают на секции или на части и меняют схему их соединения. Изготовляют двигатели с таким регулированием 2-х, 3-х,4-х скоростные. 3) Регулирование с помощью реостата в цепи ротора. Применяется только в двигателях с фазным ротором. Это регулирование не экономичное, т.к. реостат нагревается , т.е. возникает потеря энергии. 4) Регулирование изменением подводимого напряжения. Имеет ограниченные возможности для регулирования частоты вращения. Несмотря на этот недостаток, эти двигатели экономичные, надежные применяются в промышленности.

№ 56 Потери и КПД машин постоянного тока. Подразделяют на электрические, магнитные, механические и добавочные. К электрическим потерям относят потери в обмотках якоря и возбуждения, а так же потери в щеточном контакте. Суммарные электрические потери в машине постоянного тока:

-сопротивление последовательной обмотки,

-потеря в щеточном контакте,

-потеря в обмотке возбуждения машин с независимым, // и смешанным возбуждением. Магнитные потери в стали Рст возникают от перемагничивания и вихревых токов. Механические потери Рмех - это потери от трения в подшипниках вентиляционные потери, от трения щеток. Имеются и другие потери, объединенные в группу добавочных потерь в машинах.

С ростом полезной мощности Р2 КПД ↑. Мах значения КПД достигает при Р2=75-100% от Р_НОМ и составляет 75-90% для машины мощностью до 100 кВт и 91-95% для машины мощность 500-1000 кВт.

№ 57 Устройство асинхронного 3-хфазного электродвигателя.Статор. Внутри станины находится сердечник, набранный из листовой электротехнической стали. В сердечнике сделаны пазы для обмотки. Обмотка статора состоит из 3-х катушек расположенных под углом 120⁰. Обмотка соединяется звездой или треугольником и подключается в сеть. Роторы бывают к