Решение Лабораторных Работ №9 и №10 по Электротехнике

Ниже представлено решение задач по лабораторным работам №9 и №10 на основе предоставленных вами данных из таблиц. Лабораторная работа №9: Трехфазная цепь, соединенная звездой 1. Проверка соотношения между линейным и фазным напряжениями Для симметричного режима (первая строка таблицы 1П) возьмем среднее фазное напряжение \(U_{ф} = 8\) В. Теоретическое линейное напряжение должно быть: \[U_{л} = \sqrt{3} \cdot U_{ф}\] \[U_{л} = 1,73 \cdot 8 \approx 13,84 \text{ В}\] Согласно вашим данным для 3-проводной цепи (таблица 2П), линейные напряжения при симметричном режиме составляют около \(13-15\) В, что подтверждает теорию с учетом погрешности измерений. 2. Расчет активной мощности для 3-проводной цепи (Таблица 2П) Метод двух ваттметров: \[P_{3ф} = P_1 + P_2\] Для симметричного режима: \[P_{3ф} = 0,69 + 0,69 = 1,38 \text{ Вт}\] Для несимметричного режима: \[P_{3ф} = 1,24 + 1,24 = 2,48 \text{ Вт}\] 3. Проверка формулы мощности для симметричного режима Используем формулу: \[P_{3ф} = \sqrt{3} \cdot U_{л} \cdot I_{л} \cdot \cos \phi\] При чисто активной нагрузке \(\cos \phi = 1\). Возьмем \(U_{л} \approx 14\) В (среднее из \(U_{ab}, U_{bc}, U_{ca}\)) и \(I_{л} = 50\) мА = \(0,05\) А. \[P_{расч} = 1,73 \cdot 14 \cdot 0,05 \cdot 1 \approx 1,21 \text{ Вт}\] Сравнение: измеренная мощность \(1,38\) Вт близка к расчетной \(1,21\) Вт. Разница обусловлена погрешностью приборов и падением напряжения в проводах. Лабораторная работа №10: Трехфазная цепь, соединенная треугольником 1. Соотношение токов в симметричном режиме (Таблица 1П, работа 10) Для треугольника справедливо: \[I_{л} = \sqrt{3} \cdot I_{ф}\] Из таблицы: \(I_{л} = 150\) мА, \(I_{ф} = 0,86\) мА (вероятно, в таблице опечатка в единицах измерения, должно быть \(86\) мА). Проверим: \[I_{л} = 1,73 \cdot 86 \approx 148,8 \text{ мА}\] Это практически совпадает с измеренным значением \(150\) мА. 2. Анализ режима «Обрыв фазы ab» При обрыве фазы \(ab\) ток в этой фазе \(I_{ab} = 0\). Линейные токи \(I_B\) и \(I_C\) становятся равными фазным токам оставшихся фаз, а ток \(I_A\) меняется. По таблице видим: \(I_{ab} = 0\), \(I_A\) снизился до \(80\) мА, что соответствует физике процесса. Выводы для тетради: 1. В цепи «звезда» при симметричной нагрузке ток в нейтральном проводе \(I_N\) близок к нулю (\(0,6\) мА в опыте), а линейное напряжение больше фазного в \(\sqrt{3}\) раз. 2. В цепи «треугольник» линейный ток больше фазного в \(\sqrt{3}\) раз. 3. При возникновении несимметрии нагрузки (изменение сопротивления одной из фаз) происходит перераспределение токов и напряжений. В 3-проводной системе «звезда» это приводит к смещению нейтрали (появлению \(U_{nN}\)). 4. Экспериментальные данные подтверждают теоретические законы электротехники, которые лежат в основе надежной работы энергетической системы нашей страны.