График выполнения задания Модуля 5

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ СТУДЕНТА

по изучению дисциплины

«Электротехника и электроника -2»

Модуль 5

Методы анализа магнитных цепей. Трансформаторы

Содержание

Введение. 3

МОДУЛЬ 5. Методы анализа магнитных цепей. Трансформаторы.. 4

§ 5.1. График выполнения задания Модуля 5. 4

§ 5.2. Теоретические вопросы Модуля 5. 5

§ 5.3. Задание Модуля 5. 6

§ 5.4. . Методические указания к экспериментальному исследованию Модуля 5. 8

§ 1.7. Методические указания к компьютерному моделированию задания Модуля 5. 11

§ 5.6. Краткая теория и примеры.. 14

§ 5.7. Вопросы для самопроверки. 39

§ 5.8. Примеры тестов. 40

ЛИТЕРАТУРА.. 42

Введение

Дисциплина «Электротехника и электроника», согласно учебным планам, изучается студентами в течение двух семестров.

Структура дисциплины. Вторая часть курса представлена четырьмя модулями. Основой каждого модуля является задание, выполняемое студентом индивидуально.

В первой части курса изучались законы и методы расчета электрических цепей при постоянных токах и напряжениях, символический метод расчета цепей синусоидального тока, явления резонанса, трехфазные цепи и методы их расчета, а также электрические измерения и измерительные приборы.

Во второй части курса рассматриваются трансформаторы и магнитные цепи, приводятся методы их расчета - четвертый модуль. Шестой модуль посвящен анализу работы электрических машин постоянного и синусоидального тока. Седьмой модуль включает в себя вопросы аналоговой электроники, восьмой – цифровой техники.

Задание каждого модуля содержит изучение теоретически вопросов, аналитический анализ, численное решение, виртуальное моделирование. В задание также вводится вопрос физического исследования эффекта, который изучается в данном модуле, при этом экспериментальное исследование необходимо для получения части исходных данных задания. Объем задания не жесткий, предполагает вариативность выполнения. Студент может дать одно общее решение задачи и привести результат физического эксперимента – это минимальная траектория с низкой оценкой. Если студент отвечает на все основные и частные вопросы модуля, проводит физические и виртуальные исследования – это максимальная траектория с высокой оценкой.

Последовательность действий студента в рамках модуля:

· посещение по расписанию обзорных лекций, получение задания и индивидуального варианта;

· выбор учебников, задачников и методических указаний к лабораторным исследованиям и компьютерному моделированию (образовательный портал, библиотека);

· получение допуска (аналитическое решение соответствующих пунктов задания Модуля), проведение лабораторного исследования и нахождение исходных данных для выполнения следующего пункта задания Модуля;

· получение допуска (аналитическое решение соответствующих пунктов задания Модуля), проведение сравнительного виртуального моделирования (проводится самостоятельно или в компьютерном классе по расписанию), анализа ошибок и исправления полученных результатов;

· решение задач самостоятельно с представлением их преподавателю;

· знакомство с перечнем тестовых заданий на практическом занятии;

· оформление отчета с выводами по результатам задания;

· тестирование знаний (центр тестирования).

Траектория обучения в модуле представлена технологической картой и графиком обучения в Модуле.

Содержание дисциплины соответствует государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования.

МОДУЛЬ 5. Методы анализа магнитных цепей. Трансформаторы

График выполнения задания Модуля 5

§ 5.2. Теоретические вопросы Модуля 5

1. Понятие магнитной цепи, элементы магнитной цепи. [1], [2].
2. Свойства ферромагнитных материалов. [1], [2].
3. Основные величины, характеризующие магнитное поле. [1], [2].
4. Закон полного тока для магнитной цепи с постоянной магнитодвижущей силы. [1], [2].
5. Расчет неразветвленной магнитной цепи. [1], [2].
6. Магнитное сопротивление. Аналогия между электрическими и магнитными цепями постоянного тока. [1], [2].
7. Законы Ома и Кирхгофа для магнитной цепи. [1], [2].
8. Переменный магнитный поток в катушке с магнитопроводом. [1], [2].
9. Влияние магнитопровода катушки на форму тока в нелинейной катушке. [1], [2].
10. Идеализированная катушка с ферромагнитным сердечником. [1], [2].
11. Природа потерь в реальной катушке с магнитопроводом. [1], [2].
12. Схемы замещения и векторные диаграммы реальной катушки с ферромагнитным сердечником. [1], [2].
13. Устройство и принцип действия однофазного трансформатора. [1], [2], [3].
14. Идеализированный однофазный трансформатор. Уравнения электрического состояния, коэффициент трансформации, схема замещения и векторная диаграмма. [1], [2], [3].
15. Реальный однофазный трансформатор. Уравнения, схема замещения и векторная диаграмма. [1], [2], [3].
16. Природа потерь в трансформаторе. Методы определения мощности потерь. Режимы работы трансформатора: холостой ход, короткое замыкание. [1], [2], [3].
17. Нагрузочный режим трансформатора. Нагрузочные характеристики. Уравнение внешней характеристики. [1], [2], [3].
18. Устройство и принцип действия автотрансформаторов. [1].
19. Измерительные трансформаторы. [1].
20. Особенности трехфазных трансформаторов. [1].

Задание Модуля 5

Цель задания: изучение физических процессов в магнитных цепях.

Исходные данные: каждому студенту преподаватель выдает вариант задания, номер которого обозначается числом из трех цифр.

Перваяцифра варианта указывает номер строки в таблице 5.1, в которой приводятся заданные параметры нелинейной магнитной цепи и параметры, которые необходимо определить.

Втораяцифра соответствует номеру строки в таблице 5.2, в которой указаны тип исследуемого трансформатора и величина входного напряжения.

Третьяцифра варианта соответствует номеру строки в таблице 5.3. и определяет значение фазового сдвига нагрузки трансформатора.

Получить вариант задания у преподавателя на вводном занятии и согласовать пакет задач для самостоятельного решения.

Содержание и порядок выполнения задания:

1. К источнику синусоидального напряжения частотой Гц подключена катушка индуктивности с магнитопроводом, число витков и сопротивление обмотки определяются второй цифрой варианта в строке таблицы 5.1. Изобразить схему замещения нелинейной катушки индуктивности.
2. С помощью физического эксперимента в лаборатории кафедры (см. Методические указания к выполнению лабораторного исследования):

а) исследовать влияние катушки с магнитопроводом, как нелинейного элемента на форму кривой тока в цепи синусоидального напряжения;

б) снять вольт-амперную характеристику нелинейной катушки при заданных, согласно варианту, зазорах и построить их на одном графике;

в) по экспериментальным данным построить зависимость тока от воздушного зазора магнитопровода при напряжении, заданном согласно варианту;

г) по графику определить значение номинального тока при воздушном зазоре , согласно варианту задания.

1. Используя найденной в результате физического исследования значение тока рассчитать параметры схемы замещения реальной катушки со стальным сердечником.
2. При заданных величинах реактивного элемента L и C (таблица 5.5, 5.6.), рассчитать значения сопротивления R, при которых величина , (таблица 5.3) останется неизменной.
3. Методом компьютерного моделирования исследовать внешнюю характеристику однофазного трансформатора при различных типах нагрузки (см. Методические указания к компьютерному моделированию).
4. Пакет решенных задач предъявить преподавателю, оформить отчет.

Варианты задания модуля

Таблица 5.1

№
		Ом	мм	мм	мм	В
		2,5	0,5
		1,2	0,5	1,5
		2,6	0,5		1,5
		2,5		2,5
		2,2			1,4
		2,5	0,5	2,5	1,8
		2,4			2,2
		2,1		1,5	0,9

Таблица 5.2.

№	Тип тр-ра	, В
	TS_PQ4_10
	TS_PQ4_12
	TS_PQ4_16
	TS_PQ4_20
	TS_PQ4_24
	TS_PQ4_10
	TS_PQ4_12
	TS_PQ4_16
	TS_PQ4_24

Таблица 5.3.

№	,

Поиск по сайту: