2020-10-10
412
Методические указания к лабораторным работам по дисциплине
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ
основной образовательной программы подготовки бакалавров
по направлению 13.03.02
«Электроэнергетика и электротехника»
Лысьва, 2020
Методические указания по выполнению лабораторных работ по курсу «Теоретические основы электротехники» часть III “Теория электромагнитного поля”. Составлены ст. преподавателем Нечаевым С.А. Лысьва, 2020. – 31 с
Методические указания по выполнению лабораторных работ составлены применительно к рабочей программе по курсу дисциплины ТОЭ.
Продолжительность каждого лабораторного занятия – 2 часа
Домашняя подготовка 1 - час
Методические указания рассмотрены и утверждены на заседании кафедры естественнонаучных дисциплин ЛФ ПНИПУ «___» ___________ 2020_ г.,
протокол № ____.
ã «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»
СОДЕРЖАНИЕ
1. Методические указания к выполнению лабораторных работ. 4
2. Лабораторная работа № 1 5
Моделирование электрического поля двухпроводной линии
передачи полем тока в проводящем листе.
3. Лабораторная работа № 2 8
Исследование распределения постоянного тока в плоском
проводящем листе.
4. Лабораторная работа № 3 10
Определение коэффициентов электростатической индукции
частичных ёмкостей и потенциальных коэффициентов.
5. Лабораторная работа № 4 15
Моделирование магнитного поля электрической машины
поля тока в проводящем листе.
6. Лабораторная работа № 5 20
Исследование взаимной индуктивности круглых и
прямоугольных катушек.
7. Лабораторная работа № 6 22
Построение петли магнитного гистерезиса.
8. Лабораторная работа № 7 28
Исследование параметров схемы замещения катушки индуктивности с замкнутым магнитопроводом и при наличии воздушного зазора в магнитопроводе
9. Рекомендуемая литература. 31
Методические указания по выполнению лабораторных работ.
Лабораторные работы являются практической частью курса ТОЭ и имеют назначение на практике подтвердить основные положения теории с целью закрепления изученного материала.
Лабораторные работы в ЛФ ПНИПУ выполняются на лабораторных стендах “Уралочка-2”
Работы выполняются бригадами по 2 - 3 человека после прослушивания курса лекций. Приступая к выполнению лабораторных работ, студент должен изучить основные положения теории к данной работе, описание работы из методического пособия, подготовить таблицы для снятия измеряемых величин.
Лабораторные работы выполняются согласно порядку выполнения работ в методическом руководстве.
Выполненные работы защищаются, и их положительная оценка является одним из необходимых условий для получения зачета или сдачи экзамена.
Отчеты к лабораторным работам оформляются на листах писчей бумаги формата А4 каждым студентом в отдельности, четким почерком или машинописным текстом.
В отчете должны быть представлены:
Название и цель выполняемой работы.
Краткое описание хода работы.
Электрические схемы проведения опытов.
Таблицы сделанных измерений и вычисленных величин.
Формулы, с помощью которых определяются искомые величины и расчеты по ним (в форме представления исходных данных и окончательных результатов вычислений).
Выполненные в масштабе необходимые графики и диаграммы.
Ответы на контрольные вопросы.
Выводы, отражающие цель и результаты выполнения работы.
Титульный лист. (Допускается оформление всех лабораторных работ в одном отчете.)
Рисунки и графики помещаются по тексту в соответствующих местах или на отдельных листах и выполняются в удобном для чтения масштабе.
Все расчетные формулы и преобразования записываются сначала в буквенном виде, а затем подставляются числовые значения. Принятые обозначения должны быть пояснены и выдерживаются от начала до конца текста. Итоговые результаты подчеркиваются, либо выделяются в отдельную строку или в таблицы.
Работа должна быть подписана и датирована студентом.
Выводы к лабораторным работам должны отражать цель выполнения работы, краткий ход выполнения работы с главными числовыми результатами, анализ результатов в соответствии с целью работы.
Лабораторная работа №1
Моделирование электрического поля двухпроводной линии передачи полем тока в проводящем листе
1. Цель работы:
Экспериментальное получение картины поля тока в проводящем листе, аналогичной картине электрического поля в диэлектрике вокруг двухпроводной линии электропередачи.
2. Сведения из теории:
Если представить два цилиндрических бесконечно длинных параллельных электрода кругового сечения с бесконечной удельной проводимостью, то при наличии напряжения между электродами картина поля тока в среде, окружающей электроды, должна полностью совпадать с картиной поля в диэлектрике, окружающем заряженную двухпроводную линию. Поэтому можно утверждать, что линия тока в проводящей среде являются окружностями, проходящими через электрические оси электродов, а линии равного потенциала в плоскостях, перпендикулярных осям электродов, составляют семейство окружностей с центрами на прямой, проходящей через оси электродов.
При малом диаметре, по сравнению с расстоянием между центрами, электрические оси практически совпадают с геометрическими.
Для исследования такого поля достаточно из всей среды выделить ее часть, ограниченную со всех сторон линиями тока, например, круглый диск.
3. Порядок выполнения работы:
1. Собрать схему (рисунок 1).
2. Установить щуп в геометрический центр проводящего листа. Потенциометром блока питания (БП) установить стрелку гальванометра (Г) на ноль.
3. Касаясь щупом поверхности листа, провести линию равного потенциала. Первая такая линия совмещается с диаметральной, проходящей перпендикулярно отрезку, соединяющему центры клемм. Вправо и влево от первой линии через одинаковые приращения потенциала проводятся остальные линии равного потенциала.
