20523

Определение потерь напряжения и мощности в проводах линии и электропередачи

Лабораторная работа

Физика

Определение потерь напряжения и мощности в проводах линии и электропередачи. Выяснить какое влияние оказывает нагрузка линии и сопротивление её проводов на напряжение приемника. Определить мощность потерь в проводах и КПД линии электропередачи. Уменьшение напряжения в линии по мере удаления от источника вызвано потерями напряжения в проводах линии Ui=U1U2 и численно равно падению напряжения.

Русский

2013-07-31

69.5 KB

31 чел.

Лабораторная работа № 6.

Определение потерь напряжения и мощности в проводах линии и электропередачи.

Цель:

1. Выяснить какое влияние оказывает нагрузка линии и сопротивление её проводов на напряжение приемника.

2. Определить мощность потерь в проводах и КПД линии электропередачи.

Теоретическое обоснование:

Каждый приёмник электрической энергии рассчитан на определённое номинальное напряжение. Так как приёмники могут находиться на значительных расстояниях от питающих их электростанций, то потери напряжения в проводах имеют важное значение. Допустимые потери напряжения в проводах для различных установок не одинаковы, но не превышают 4-6% номинального напряжения.

На рис. приведена схема электрической цепи, состоящая из источника электрической энергии, приёмника и длинных соединительных проводов. При прохождении по цепи электрического тока I показания вольтметра U1, включённого в начале линий, больше показаний вольтметра U2, включённого в конце линий.

Уменьшение напряжения в линии по мере удаления от источника вызвано потерями напряжения в проводах линии Ui=U1-U2 и численно равно падению напряжения. Согласно закону Ома, падение напряжения в проводах линии равно произведению тока в ней на сопротивление проводов: Uii=I*R тогда Ui=U1-U2=Uii= - сопротивление проводов линии.

Мощность потерь в линии можно определить двумя способами:

Pi=Ui*I=(U1-U2)*I или Pii=I*R

Уменьшить потери напряжения и потери мощности в линии электропередачи можно уменьшая силу тока в  проводах либо увеличивая сечение  проводов с целью уменьшения их сопротивления. Силу тока в проводах можно уменьшить увеличивая напряжение в начале линии.

КПД линии электропередачи определяется отношением мощности, отдаваемой электроприёмнику, к мощности, поступающей в линию, или отношением напряжения в конце линии к напряжению в её начале:

Схема передачи электрической энергии:


Приборы и оборудование:

Два вольтметра и амперметр электромагнитной системы, ламповый реостат, двухполюсный автоматический выключатель, соединительного провода.

Порядок выполнения работы:

Ознакомиться с приборами и оборудованием, предназначенными для выполнения лабораторной работы, записать их технические характеристики.

Подать в цепь напряжение. Изменяя нагрузку с помощью лампового реостата, при трёх её значениях записать показания приборов в таблице.

Вычислить потери двумя способами:

1. Как разность напряжений в конце и начале линий.

2. Как произведение силы тока на сопротивление проводов.

Определить мощность потерь в линии и КПД. Результаты вычислений занести в таблицу.

Таблица изменения числа потребителей:

Изменяем напряжение в начале и конце линий.

Данные наблюдений

Результаты вычислений

Лампы, Вт

U1

U2

I

U

Pвх

Рвых

Р

%

40

150

149

0,13

1

19,5

19,4

0,1

99,3

60

148

146

0,2

2

29,6

29,2

0,4

98,6

100

150

148

0,3

2

45

44,4

0,6

98,7

; ;  ;  ;  ;

; ;  ;  ;  ;

; ;  ;  ;  ;

Вывод:

На основе проведённого опыта выяснили, что факторами, влияющими на потери в линиях являются: протяжённость линий; сечение проводника; состав материала и количество потребителей. Чем больше потребителей, тем меньше КПД. . Уменьшить потери напряжения и потери мощности в линии электропередачи можно уменьшая силу тока в проводах либо увеличивая сечение проводов с целью уменьшения их сопротивления.

Ответы на контрольные вопросы:

  1.  Разность напряжений в начале и конце линий равна падению напряжения в проводах и называется потерей напряжения.
  2.  U=IR
  3.  Сопротивление проводов зависит от материала из которого они изготовлены, площади поперечного сечения и длины этих проводов.
  4.  КПД линии определяется отношением мощности, отдаваемой электроприемнику, к мощности, поступающей в линию, или отношением напряжения в конце линии к напряжению в ее начале.

5.  Чем выше рабочее напряжение, тем ниже сила тока, а следовательно меньше потерь.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

2102. Коэффициент направленного действия и коэффициент усиления передающей антенны 24.31 KB
  КНД передающей антенны определяется сравнением данной антенны с некоторой эталонной антенной, направленные свойства которой хорошо известны. В качестве эталонных широко используются: совершенно ненаправленный (изотропный) излучатель, диполь Герца, полуволновой вибратор.
2103. Поляризационные характеристики передающей антенны 144.83 KB
  Поляризация передающей антенны определяется по поляризации ее поля излучения, как правило, по электрическому вектору, который, в общем случае, с течением времени изменяет как свою величину, так и направление в каждой точке пространства.
2104. Приемные антенны 72.42 KB
  Процесс приема - преобразование радиоволн, пришедших в пункт расположения приемной антенны, в направляемые электромагнитной волны, воздействующие на входное устройство приемника.
2105. Основные параметры приёмной антенны 18.99 KB
  Внутреннее сопротивление приемной антенны. ДН приемной антенны по напряжению – зависимость амплитуды ЭДС (тока) на клеммах антенны от направления прихода плоской электромагнитной волны при прочих равных условиях (зависит только от свойств самой антенны).
2106. Энергетические соотношения в цепи приемной антенны 101.51 KB
  Целесообразно различать в режиме приема собственно приемник и приемное устройство – приемник, антенна, фидер. Соответственно нужно различать чувствительность приемника и чувствительность приемного устройства.
2107. Режим слабого сигнала в радиолиниях ДВ, СВ, КВ 22.71 KB
  Здесь характерно то, что собственные шумы приемника можно не принимать во внимание, т.к. интенсивность внешних помех в этих диапазонах обычно гораздо больше интенсивности собственных шумов.
2108. Эффективная шумовая температура 164.84 KB
  Эффективную шумовую температуру, характеризующую мощность всех внешних помех.
2109. Поляризационные характеристики приемных антенн 292.58 KB
  Поляризация приемной антенны определяется поляризацией поля, создаваемого этой антенной в режиме передачи.
2110. Воспитательное мероприятие: Как мы говорим 51 KB
  Воспитать гражданской позиции и правовой культуры старшеклассников. Привить навыков критического анализа, объективного суждения и аргументированного ведения диалога.