Inżynieria elektryczna - ćwiczenia Jeziorany

Spis treści Przedmowa ... 7 Ćwiczenia laboratoryjne ... 9 Pomiary rezystancji metodami technicznymi i mostkowymi ... 11 1.1. Podstawowy błąd względny miernika ... 11 1.2. Metody pomiaru rezystancji ... 12 1.3. Metoda techniczna ... 12 1.4. Metoda bezpośredniego pomiaru ... 15 1.5. Mostek Wheatstone’a ... 15 1.6. Pomiar rezystancji metodą techniczną ... 16 1.7. Pomiar rezystancji metodą bezpośrednią ... 17 1.8. Pomiar rezystancji laboratoryjnym mostkiem Wheatstone’a ... 17 Pomiary w obwodach jednofazowych prądu sinusoidalnie zmiennego ... 19 2.1. Obwody z idealnymi elementami rezystancyjnymi, indukcyjnościowymi i pojemnościowymi (R, L, C) ... 19 2.2. Wykresy wektorowe ... 20 2.3. Zjawisko rezonansu w obwodach prądu sinusoidalnie zmiennego ... 23 2.4. Badanie obwodu z szeregowo połączonymi elementami R, L, C ... 24 2.5. Badanie obwodu z równolegle połączonymi elementami R, L, C ... 25 Pomiary pojemności i indukcyjności metodami technicznymi ... 27 3.1. Schematy zastępcze dla kondensatora i cewki ... 27 3.2. Techniczne metody pomiaru pojemności i indukcyjności ... 28 3.3. Metoda trzech woltomierzy ... 31 3.4. Metoda trzech amperomierzy ... 31 3.5. Metoda podstawienia ... 32 3.6. Pomiary pojemności i indukcyjności metodą woltomierza i amperomierza ... 32 3.7. Pomiary indukcyjności metodą trzech woltomierzy ... 33 3.8. Pomiary pojemności metodą trzech amperomierzy ... 34 Pomiary w obwodach trójfazowych prądu sinusoidalnie zmiennego ... 35 4.1. Trójfazowa sieć elektroenergetyczna ... 35 4.2. Odbiornik trójfazowy symetryczny i niesymetryczny ... 36 4.3. Odbiornik połączony w gwiazdę zasilany z sieci czteroprzewodowej ... 36 4.4. Odbiornik połączony w gwiazdę zasilany z sieci trójprzewodowej ... 38 4.5. Połączenie odbiornika w trójkąt ... 40 4.6. Pomiary prądów i mocy symetrycznego odbiornika trójfazowego połączonego w gwiazdę w układzie trójprzewodowym ... 41 4.7. Pomiary prądów i mocy niesymetrycznego odbiornika trójfazowego połączonego w gwiazdę w układzie czteroprzewodowym ... 43 4.8. Pomiary prądów i mocy niesymetrycznego odbiornika trójfazowego połączonego w gwiazdę w układzie trójprzewodowym ... 43 4.9. Pomiary napięć, prądów i mocy symetrycznego odbiornika trójfazowego połączonego w trójkąt ... 44 4.10. Pomiary napięć, prądów i mocy niesymetrycznego odbiornika trójfazowego połączonego w trójkąt ... 45 Pomiary mocy w układach trójfazowych ... 47 5.1. Układy do pomiaru mocy czynnej i biernej ... 48 5.2. Pomiary mocy odbiornika symetrycznego metodą jednego watomierza ... 52 5.3. Pomiary mocy odbiornika w układzie trójprzewodowym (metoda Arona) ... 52 5.4. Pomiary mocy odbiornika w układzie czteroprzewodowym (metoda trzech watomierzy) ... 53 5.5. Porównanie wyników pomiarów mocy odbiornika trójfazowego ... 54 Badanie transformatora jednofazowego ... 55 6.1. Dane znamionowe transformatora jednofazowego ... 55 6.2. Stan jałowy transformatora ... 56 6.3. Stan zwarcia transformatora ... 57 6.4. Charakterystyki obciążenia transformatora ... 58 6.5. Dane znamionowe transformatora ... 58 6.6. Próba stanu jałowego transformatora ... 59 6.7. Próba zwarcia transformatora ... 59 6.8. Próba obciążenia transformatora ... 60 Badanie transformatora trójfazowego ... 62 7.1. Połączenie uzwojeń transformatora trójfazowego ... 62 7.2. Przekładnia transformatora trójfazowego ... 64 7.3. Wyznaczanie przekładni napięciowej transformatora ... 65 7.4. Wyznaczanie charakterystyki stanu jałowego ... 65 7.5. Próba stanu obciążenia transformatora ... 66 Badanie trójfazowego silnika asynchronicznego klatkowego ... 68 8.1. Budowa trójfazowego silnika asynchronicznego klatkowego ... 68 8.2. Uruchamianie trójfazowych silników asynchronicznych klatkowych ... 69 8.3. Rozruch i praca trójfazowego silnika asynchronicznego klatkowego ... 70 8.4. Charakterystyki obciążenia trójfazowego silnika asynchronicznego klatkowego ... 71 8.5. Praca awaryjna silnika trójfazowego ... 72 8.6. Pomiar rezystancji fazowej uzwojenia silnika ... 72 8.7. Wyznaczenie charakterystyk obciążenia trójfazowego silnika asynchronicznego klatkowego ... 73 8.8. Wyznaczenie charakterystyk obciążenia trójfazowego silnika asynchronicznego klatkowego zasilanego dwiema fazami ... 74 Badanie silnika jednofazowego asynchronicznego klatkowego ... 77 9.1. Charakterystyka obciążenia silnika jednofazowego asynchronicznego klatkowego ... 79 9.2. Pomiary początkowego momentu rozruchowego przy zmiennej pojemności w kondensatorowej fazie pracy Mn = f(C) przy U1 = const ... 81 9.3. Badanie wpływu pojemności kondensatora na parametry pracy silnika ... 82 9.4. Wyznaczanie charakterystyk obciążenia silnika ... 82 9.5. Wykresy wektorowe silnika ... 83 Badanie właściwości dynamicznych i rozruchowych trójfazowego silnika klatkowego ... 85 10.1. Równanie ruchu układu napędowego ... 85 10.2. Wyznaczanie momentu bezwładności wirnika metodą wybiegu ... 86 10.3. Straty mechaniczne ... 87 10.4. Wyznaczanie krzywej wybiegu ... 88 10.5. Moment rozruchowy silnika klatkowego ... 88 10.6. Hamowanie silników klatkowych ... 90 10.7. Wyznaczanie momentu bezwładności wirnika metodą wybiegu ... 92 10.8. Pomiary momentu rozruchowego przy połączeniu uzwojeń w gwiazdę i trójkąt ... 93 10.9. Badanie hamowania dynamicznego silnika ... 93 Kompensacja mocy biernej ... 95 11.1. Układ pomiarowy ... 98 11.2. Pomiary pracy silnika przy wyłączonej kompensacji ... 98 11.3. Pomiar pracy silnika przy włączonej kompensacji ... 99 11.4. Pomiar wybranych parametrów kompensacji ... 100 Badanie ogniwa fotowoltaicznego ... 102 12.1. Efekt fotoelektryczny ... 102 12.2. Ogniwa fotowoltaiczne ... 103 12.3. Moduły fotowoltaiczne ... 105 12.4. Zastosowania modułów i paneli fotowoltaicznych ... 106 12.5. Opis płaszczyzny modułu fotowoltaicznego ... 108 12.6. Wyznaczanie natężenia oświetlenia modułu ... 108 12.7. Wyznaczanie charakterystyki prądowo-napięciowej modułu fotowoltaicznego ... 109 Badanie elektrycznych źródeł światła ... 110 13.1. Żarówka ... 111 13.2. Żarówka halogenowa ... 111 13.3. Fluorescencyjne źródło światła ... 112 13.4. Wysokoprężna lampa rtęciowa ... 115 13.5. Wysokoprężna lampa metalohalogenkowa ... 116 13.6. Wysokoprężna lampa sodowa ... 116 13.7. Dioda elektroluminescencyjna ... 117 13.8. Badanie żarówek, świetlówek kompaktowych, lampy rtęciowo-żarowej ... 117 13.9. Badanie świetlówki liniowej ... 118 13.10. Badanie wysokoprężnej lampy rtęciowej ... 120 13.11. Pomiar napięcia zapłonu ... 120 13.12. Badanie wysokoprężnej lampy sodowej ... 121 Badanie równomierności oświetlenia przy doświetlaniu roślin ... 123 14.1. Wykorzystanie światła przez rośliny ... 123 14.2. Doświetlanie roślin ... 125 14.3. Badanie wpływu wysokości zawieszenia opraw na parametry świetlne ... 127 Badanie zabezpieczeń elektrycznych ... 129 15.1. Zabezpieczenia elektryczne ... 129 15.2. Wyznaczanie charakterystyki czasowo-prądowej wkładki topikowej bezpiecznika ... 141 Pomiary eksploatacyjne instalacji i urządzeń elektrycznych ... 144 16.1. Oznaczenia przewodów ... 144 16.2. Pomiar rezystancji izolacji silnika ... 144 16.3. Wyznaczanie końcówek uzwojenia stojana silnika trójfazowego ... 149 16.4. Pomiar rezystancji izolacji silnika trójfazowego ... 149 16.5. Badanie instalacji elektrycznej ... 149 Ćwiczenia obliczeniowe ... 151 Rozwiązywanie obwodów prądu stałego ... 153 Zagadnienia do samodzielnego opracowania z podręcznika ... 153 Zależności podstawowe ... 153 Zadania ... 155 Rozwiązywanie obwodów jednofazowych ... 159 Zagadnienia do samodzielnego opracowania z podręcznika ... 159 Zależności podstawowe ... 159 Zadania ... 162 Rozwiązywanie obwodów trójfazowych ... 165 Zagadnienia do samodzielnego przygotowania z podręcznika ... 165 Zależności podstawowe ... 165 Zadania ... 165 Zadania z maszyn elektrycznych ... 169 Zagadnienia do samodzielnego opracowania z podręcznika ... 169 Zależności podstawowe ... 169 Zadania ... 170 Zadania z napędów elektrycznych ... 173 Zagadnienia do samodzielnego opracowania z podręcznika ... 173 Zależności podstawowe ... 173 Zadania ... 175