Thí nghiệm cơ sở kỹ thuật điện

giáo viên hướng dẫn phải kiểm tra trình trạng thiết bị trước khi đánh giá kết quả Sinh viên phải chuẩn bị trước bài ở nhà và viết báo cáo trên tập này nộp lại cho GVHD trong buổi thí ng

Trang 1

Bài 1: Phản ứng 1 nhánh … 1 TN Lý thuyết mạch 1

Họ và tên sinh viên:……… ……… Lớp:………… …… khóa:………nhóm…….…

Ngày TN:……… ; Đánh giá kết quả:…… ………/10; Đạt/không ………… ………

Giáo viên hướng dẫn: ………

(giáo viên hướng dẫn phải kiểm tra trình trạng thiết bị trước khi đánh giá kết quả)

Sinh viên phải chuẩn bị trước bài ở nhà và viết báo cáo trên tập này nộp lại cho GVHD

trong buổi thí nghiệm

- Có khái niệm về đồ thị vectơ điện áp dòng điện của nhánh R-L-C

- Làm quen với một số thiết bị điện xoay chiều

1.2 NỘI DUNG:

1 Kiểm tra thiết bị: về số lượng chuẩn loại, trình trạng, quay biến áp tự ngẫu về “0” và đặt

các thang đo Amper 2A và vôn 250V đối với đồng hồ cơ và 5A, 500V đối với đồng hồ số

(khi cấp nguồn cho đồng hồ số ta thấy giá tri này xác nhận ban đầu)

- Xoay biến áp tự ngẫu lấy điện áp ra cho mạch thí nghiệm Nối từng phân tử R, L, C,

R-C, L-C, R-L-C vào mạch thí nghiệm ( 2 đầu ab)

Trang 2

Bài 1: Phản ứng 1 nhánh … 2 TN Lý thuyết mạch 1

- Vì mỗi phần tử tương ứng với dòng điện định mức nhất định nên phải chọn điện áp thích hợp để cung cấp cho mạch thí nghiệm

Chú ý điều chỉnh tăng dần biến áp tự ngẫu cho đến khi dòng điện khoảng 1 A

Để xác đinh môđun và Argument của tổng trở phức Z hay tổng dẫn phức Y cần phải

đo điện áp dòng điện, công suất bằng Volt mét, Ampe mét, Walt mét và sử dụng công thức

Cũng có thể nghiệm lại z, φ sau khi xác định được R, XL, XC, RL bằng công thức

Xây dựng đồ thị vectơ dòng điện, điện áp các nhánh R, L, C; R-C; L-C; R-L-C

Dùng các số liệu đo được dựng đồ thị vectơ các nhánh

Trong thực tế cuộn dây và tụ điện thường có tiêu tán nên góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp của chúng bé hơn 90 o

1.3 CÂU HỎI KIỂM TRA:

2- Muốn vẽ tam giác điện trở điện dẫn của 1 nhánh cần đo những thông số nào?:……… 3- Để vẽ đồ thị vectơ dòng điện, điện áp của 1 nhánh cần đo những thông số nào?:………

Trang 3

Bài 2: Hệ số truyền đạt xếp chồng… 1 TN Lý thuyết mạch 1

Bài số 02:

CÁC HỆ SỐ TRUYỀN ĐẠT, TÍNH CHẤT XẾP CHỒNG VÀ TƯƠNG HỖ

2.1 MỤC ĐÍCH:

- Thấy rõ về hệ số truyền đạt áp, tổng trở, tổng dẫn

- Nghiệm lại tính chất xếp chồng của mạch tuyến tính

3 Nghiệm lại tính tương hỗ của mạch Kirchoff có tính tương hỗ

2.2 NỘI DUNG:

1 Kiểm tra các thiết bị

- Lắp mạch hình 2.1a Tăng dần điện áp điện áp Ua =0 - 100V, dùng Ampemet, Voltmet

đo I11, I21, I31, U11, U21, U31 và bảng 2.1

Trang 4

- Lắp mạch hình H2-1b Tăng dần Ub = 120V, dùng Ampemet, Voltmet đo I12, I22, I32, U12, U22, U32 vào bảng 2.1

- Dựa vào kết quả đo và quan hệ về pha giữa dòng, áp trên sơ đồ, vẽ các đồ thị vectơ dòng,

áp ứng với hình H2-1a, H2-1b riêng và sau đó tổng hợp 2 hệ vecto này lại để so sánh với đồ thì trong hình 2.1c (xem các tải thuần trở và thuần dung)

- Từ kết quả đo cho ta môđun của các hàm truyền đạt Từ đồ thị vectơ cho ta argument của chúng

Hình 2.1c: Sơ đồ xếp chồng cho 2 nguồn áp tính tương hỗ tổng dẫn

Chú ý: Tuyệt đối phải nối cực "Mát" của hai nguồn Ua,Ub chung với nhau vì Ua, Ub có

cùng pha và điểm chung đất, nếu nối không đúng sẽ gây ngắn mạch thiết bị

b Trình tự thí nghiệm ( tính tương hỗ về tổng dẫn Y 12 = Y 21 )

- Mắc theo sơ đồ hình H2-1c, cho Ua = 100V, Ub = 120V Đo U1, U2, U3, I1, I2, I3

- Dựa vào kết quả đo và quan hệ về góc, dòng, áp vẽ đồ thị vectơ dòng, áp ứng H2-1c

- Xếp chồng đồ thị vectơ H2-1a với H2-1b so sánh với H2-1c ta nghiệm được tính chất xếp chồng

- Có thể nghiệm tính chất xếp chồng bằng cách biểu diễn số phức dòng, áp H2-1a, H2-1b Cộng đại số chúng với nhau So sánh với biểu diễn số phức dòng, áp hình H2-1c

Trang 5

3 Nghiệm tính tương hỗ (Để nghiệm tính tương hỗ tổng trở ta lập sơ đồ)

Hình 2.2: Nghiệm tính tương hỗ tổng trở bằng nguồn dòng

- Cho nguồn dòng xoay chiều J ( được tạo bởi ghép đầu ra máy biến áp tự ngẫu với 1 tổng trở khá lớn cỡ 500Ω

- Cung cấp nguồn J lần lượt vào cửa aa và bb

2.3 CÂU HỎI KIỂM TRA

1 Làm thế nào để nghiệm chứng tính xếp chồng, tương hỗ?:………

2 Trình tự tích các tổng dẫn, tổng trở từ thí nghiệm…………

3 Mục đích, nhiệm vụ bài thí nghiệm…………

Trang 6

Bài 3: Quan hệ tuyến tính-thevenin 1 TN Lý thuyết mạch 1

Bài số 03

QUAN HỆ TUYẾN TÍNH GIỮA CÁC BIẾN TRONG MẠCH

TUYẾN TÍNH - ĐỊNH LÝ THEVENIN 3.1 MỤC ĐÍCH

- Nghiệm chứng quan hệ tuyến tính giữa các biến dòng, áp trong mạch điện tuyến tính

- Nghiệm định lý Thevenin - Norton

3.2 NỘI DUNG

1 Kiểm tra thiết bị về số lượng va chuẩn loại, sự hoạt động của chúng

2 Nghiệm quan hệ tuyến tính giữa dòng, áp trong mạch tuyến tính

a Sơ đồ mạch: lắp mạch như sơ đồ hình 3.1 và GVHD kiểm tra mạch trước khi đóng điện

Hình 3.1

Trang 7

b Trình tự thí nghiệm:

Tăng dần biến áp tự ngẫu cho tới 100V hoặc khi dòng điện I1 = 1A (ứng với R3 MIN)

- Thay đổi biến trở R3: Đo các dòng, áp U1, U2, U3, I1, I2, I3 ( lấy 2, 3 giá trị của biến trở

R3) ghi vào bảng sau:

1

2

3

- Vẽ quan hệ U3=f(I3), I1 = f(I3), U1=f(U2) trên cùng 1 đồ thị

- Giữa 2 đáp ứng bất kỳ có quan hệ U3 = aI3 + b Xác định a,b cho quan hệ đó

3 Nghiệm định lý Thevenin - Norton

J

U

R =

b) Trình tự thí nghiệm

Cho nguồn U = 100V đo Uhở từ mạch H3-1 khi cho hở a, b; Uhở = ……… V

Đo Jngắn hình 3-1 khi cho ngắn mạch a,b; Ingắn = ……… A

Trang 8

Lập bảng, vẽ đường cong P3=f(R3) xác định Pmax

Kết luận khi R3 bằng bao nhiêu thì P3 cực đại

3.3 CÂU HỎI KIỂM TRA:

2- Nghiệm quan hệ tuyến tính giữa các dòng, áp bằng cách nào?:

Trang 9

Bài 4: Mạch điện có hỗ cảm 1 TN Lý thuyết mạch 1

- Nghiệm lại biểu thức tổng trở mạch nối tiếp 2 cuộn dây có hỗ cảm

- Nghiệm sự truyền năng lượng bằng hỗ cảm

4.2 NỘI DUNG:

1- Kiểm tra thiết bị

2-Xác định các cực cùng tính ở 2 cuộn dây có hỗ cảm với nhau

a) Sơ đồ thí nghiệm: lắp mạch theo sơ đồ hình 4.1 và GVHD kiểm tra mạch

Hình 4-1

b) Trình tự thí nghiệm: Nối tiếp 2 cuộn dây và đánh số các cực 1-2, 3-4 Tăng dần

biến áp tự ngẫu cho đế khi I nằm khoảng 1A (U khoảng 15V) Vì 2 cuộn dây có hỗ cảm

Trang 10

nhau nên trên cuộn dây 3-4 có áp hỗ cảm U2 Dùng Voltmét đo U1 =……… ,U2

Theo lý thuyết tổng trở 2 cuộn dây có hỗ cảm nối tiếp là Znt = Z1 + Z2 ± 2ZM ( Dấu "+" ứng với dấu thuận, dấu "-" ứng với dấu nghịch)

a) Sơ đồ thí nghiệm: lắp mach sơ đồ hình 4.2 GVHD kiểm tra mạch

Trang 11

( Có thể xác định góc lệch pha đó bằng cách dùng thêm wattmet)

So sánh Znt vừa tính với Znt theo công thức trong 2 trường hợp nối thuận và nối ngược

5- Xét truyền năng lượng bằng hỗ cảm

a) Sơ đồ thí nghiệm: lắp mạch theo hình 4.1 và GVHD kiểm tra

Hình 4-3

b) Trình tự thí nghiệm:

- Cho điện áp sao cho dòng I1 khoảng 1 A, để hở mạch R2, trong mạch chỉ có công suất

tiêu tán trong cuộn dây 1 đo được công suất P10 ghi vào bảng

4.3 CÂU HỎI KIỂM TRA:

1- Cực cùng tính của 2 cuộn dây có hỗ cảm là gì?:………

2- Giải thích cách xác định các cực cùng tính bằng thực nghiệm.: ………

3- Cách nghiệm lại tổng trở tương đương của 2 phần tử có hỗ cảm nối tiếp.: ……….

Trang 12

Bài 5: Mạng hai cửa 1 TN Lý thuyết mạch 2

1 Kiểm tra thiết bị: sinh viên tự kiểm tra về số lượng, tham số, sử dụng

2 Xác định các hệ số Aik của mạng hai cửa

a) Sơ đồ thí nghiệm lắp mạch điện như hình vẽ và GVHD kiểm tra

Hình 5-1

b) Trình tự thí nghiệm: Hệ phương trình dạng A

U&1 =.A11•U&2 +A12•I&2 (*)

I&1 = A21•U&2 +A22•I&2

- Hở mạch cửa ra I2 = 0 ta đo được U1, UR1 , Uc , U2, I1, Ic vẽ đồ thị vectơ dòng, áp

Trang 13

U

I

A = = ……… │ I2 = 0 Với các argument véctơ ( U r1,U∧r2)

I

A = = ……… │ U2 = 0 Với các argument là véctơ ( U r1,U∧r2)=………… và véctơ

( ) I r1,I∧r2

=………… đo từ đồ thị véctơ

- Nghiệm lại quan hệ A11 A22 - A12 A21= 1

3-Nghiệm lại hệ phương trình dạng A

U& I&2 U&2 I&2

Tính ra U&1, , so sánh với I&1 U&1, đo được I&1

- Mặt khác đo U1, UR2, Uc UR1, U1, I1, I2, Ic Xây dựng đồ thị véctơ dòng áp từ đó xác định được U&1, I&1 So sánh với U&1, I&1 vừa tính được ở trên

Trang 14

=……… và véctơ (Ur 2 ∧,Ir 2)

=……….đo ở đồ thị véctơ Cho hở mạch cửa 1 (I1=0) cấp nguồn cửa 2 Đo U1 ,U2 ,UR2, I2 ghi vào bảng 5.2

( Cho nguồn vào cửa 2, bỏ tải Rt) Vẽ đồ thị véctơ dòng , áp

I

U

Z = = ……… │ I1 = 0 Với argument là véctơ ( U r1 ∧,I r2)=……… và véctơ

Trang 15

Bài 6: Mạch 3 pha đối xứng 1 TN Lý thuyết mạch 1

Bài số 06

MẠCH BA PHA ĐỐI XỨNG VÀ KHÔNG ĐỐI XỨNG

6.1 MỤC ĐÍCH

- Làm quen cách nối tải, dụng cụ đo theo hình H6-1a và H6-1b

- Nghiệm lại quan hệ về pha và môđun giữa dòng, áp dây và pha trong hệ pha đối xứng

1 – Kiểm tra thiết bị

2 - Quan hệ dòng, áp, dây, pha trong mạch 3 pha đối xứng

a) Sơ đồ thí nghiệm: H6-1a

Hình 6-1a Hình 6-1b

b) Trình tự thí nghiệm:

Cho cuộn áp 3 pha vào hình H6-1a và H6-1b Đo các dòng điện, điện áp pha và dây

Nghiệm lại quan hệ về môđun

Trang 16

- Dựa các số liệu đã cho vẽ đồ thị vectơ dòng, áp Nghiệm quan hệ về góc lệch pha giữa những lượng cần xét như áp pha với áp dây, dòng pha với áp dây, dòng dây với áp dây + Tính đối xứng hình sao: IA= ……, IB =……; IC =…… ; UA= ……, UB =……; UC =………; Ud =…….Quan hệ dây và pha: Ud/Uf =………

+ Tính đối xứng hình tam giác: Id = ……, If =……; UA= ……, UB =……; UC =………;

Quan hệ dây và pha:Id/If =………

- Đầu tiên giữ nguồn và tải ở trạng thái nối Y đối xứng Đo áp, dòng pha và dây Hở k

- Điều chỉnh biến áp tự ngẫu từ giảm từ max về để tạo nguồn 3 pha không đối xứng Đo các dòng, áp Vẽ đồ thị vectơ áp

Lần Nguồn không đối xứng Tải không đối xứng

Trang 17

- Điều chỉnh tự ngẫu lấy 1 giá trị nào đó cho nguồn mất đối xứng Đọc các giá trị P1, P2

- Dùng 1 wattmet đo công suất từng pha Pik với nguồn không thay đổi rồi cộng lại

- So sánh P1k + P2k + P3k = ………. với P1, + P2 =

- Kết luận: ………

………

1- Quan hệ dòng, áp, pha, dây trong mạch 3 pha đối xứng về mođun, pha như thế nào? Nghiệm lại những quan hệ đó bằng thực nghiệm.: ………

Trang 18

Bài 7: Quá trình quá độ mạch tuyến tính 1 TN Lý thuyết mạch 1

Bài số 07

QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ Ở MẠCH TUYẾN TÍNH ĐƠN GIẢN

7.1 MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM

- Có được khái niệm rõ ràng về quá trình quá độ trong mạch cấp 1 và cấp 2 tuyến tính

- Thấy được ảnh hưởng của các thông số của mạch với quá trình quá độ

7.2 NỘI DUNG

1 Kiểm tra thiết bị

1 Máy phát xung vuông 6 - 10v - tần số 0- 103 kH 1

L: 0,1 - 0,5 H C: 10-8 - 10-6 μF

Trong đó : Xtd = A.ept = A.e -t/τ

ở đây τ là hằng số thời gian Đối với mạch r-c có τ =R.C

Với mạch r-L có τ =L/r

a) Mạch R-C nối tiếp: Xét quá trình nạp cho tụ C

H7-1a H7-1b

Trang 19

Ucqd= E(1- e -t/T) Với τ = R.C

URqd= E e -t/T dạng Ucqd(t) và URqd(t) được biểu diễn ở H7-1b

Đưa tín hiệu này vào Ocilloscope, quan sát và vẽ dạng sóng Ucqd(t) và URqd(t) trên H7.1b

b)Mạch R-L nối tiếp:

Xét quá trình đóng r-L vào áp hằng E

UL = E e -t/T Với T =L/R

UR = E(1- e -t/T) dạng UL(t) và UR(t) biểu diễn ở H7-2b

Đưa tín hiệu này vào Ocilloscope, quan sát và vẽ dạng sóng ULqd(t) và URqd(t) trên H7.2b 2-Trong mạch cấp 2 R-L-C

Dạng nghiệm quá độ Xqd = XXL - Xtd

Trong đó Xtd = A1 ep1.t + A2 ep2.t

Với P1, P2 là 2 số mũ đặc trưng của mạch , tuỳ thông số của mạch các số mũ đặc trưng này có thể là 2 số thực hay 1 cặp số phức liên hợp >Tương ứng sẽ có quá trình tự do có dạng không dao động hay dao động

Hình 7.3a hình 7.3b

Trang 20

)2( 2 −

2

P P

E P

−

A2 =

2 1

1

P P

E P

UR = RCA e-ỏt [ự0cos (ự0t + õ) - ỏsin (ự0t - õ)] ự0 = LC1

Điều chỉnh các giá trị R, L, C sao cho quá trình quan sát trên Ocilloscope có dao động vẽ lại dạng Uc (t) và Ur (t) trên hình H7-4b

Hình H7-4a Hình H7-4b

1- Hằng số thời gian của mạch cấp 1 là gì?:……… Tính và đo hằng số thời gian của mạch r-c, r-l.: ……… 2- Quá trình tụ do trong mạch cấp 2 được quyết định bởi các thông số nào?

Khi nào thì quá trình dao động, không dao động ?: ……… 3- Tại sao iL(t), Uc(t) thường biến thiên liên tục? Khi nào thì chúng biến thiên gián đoạn? : ……….

Trang 21

Bài 8: Trigo và ổn áp mạch phi tuyến 1 TN Lý thuyết mạch 2

- Nghiên cứu thực nghiệm hiện tượng ổn áp trong mạch phi tuyến có cuộn dây lõi thép

- Kiểm nghiệm phương pháp điều hoà tương đương dùng vào việc tính toán các hiện

tượng trigơ và ổn áp nói trên

8.2 NỘI DUNG

1 Kiểm tra thiết bị

2- Hiện tượng trigơ

Mạch l cửa gồm cuộn dây lõi thép và tụ tuyến tính mắc nối tiếp (H8-a) hay mắc song song

(H8-b) có đặc tính Vôn-Ampe hiện dung V(I) dạng chữ N (H8-c) hay chữ S (H8-d)

Hình 8-1a Hình 8-1b