4820

Исследование и анализ режимов работы источника постоянной ЭДС

Лабораторная работа

Энергетика

Исследование и анализ режимов работы источника постоянной ЭДС Цель работы. Изучение и анализ различных режимов работы источника электродвижущей силы (источника ЭДС) Основы теории. Системы электроизмерительных приборов. Приборы магн...

Русский

2012-11-27

131.5 KB

9 чел.

Исследование и анализ режимов работы источника постоянной ЭДС

Цель работы.

Изучение и анализ различных режимов работы источника электродвижущей силы (источника ЭДС)

  1.  Основы теории.
    1.  Системы электроизмерительных приборов.
      1.  Приборы магнитоэлектрической системы

Принцип действия магнитоэлектрических приборов основан на взаимодействии поля постоянного магнита и проводников в виде рамки, расположенных на стальном сердечнике по которым протекает измеряемый ток I. В результате силового воздействия постоянного магнитного поля на рамку с током создается вращающий момент Мвр=с∙Ф∙I, который заставляет рамку вращаться. Поскольку стрелка измерительного прибора жестко связана с осью рамки, стрелка прибора начинает вращаться до уравновешивания с пружиной. Угол поворота стрелки:

 α=с∙I

прямо пропорционален величине измеряемого тока I, следовательно, шкала магнитоэлектрического прибора равномерная.

Чаще всего приборы магнитоэлектрической системы применяются для измерения напряжения, тока и сопротивления в цепях постоянного тока.

  1.  Приборы электромагнитной системы.

Для создания вращающего момента используется силовое действие магнитного поля неподвижной катушки на подвижный ферромагнитный сердечник. Под влиянием магнитного поля, создаваемого измеряемым током I, магнитный сердечник втягивается в катушку, поворачивая ось  с указательной стрелкой. Угол отклонения стрелки прибора:

 α=с∙I2

прямо пропорционален квадрату величины измеряемого тока I, следовательно, шкала электромагнитного прибора неравномерная, что создает большие погрешности при малых значениях.

Эти приборы применяются для измерений в цепях переменного тока.

  1.  Приборы электродинамической системы.

Принцип действия основан на взаимодействии двух катушек, по которым протекают измеряемые токи i1 и i2. Измерительный механизм состоит из двух катушек: неподвижной и подвижной. Подвижная катушка, находящаяся внутри неподвижной, закреплена на оси. Ток i2 к подвижной катушке подходит через спиральные пружины, которые также предназначены для создания противодействующего момента. Угол отклонения стрелки в цепи постоянного тока:

α1I1I2

прямо пропорционален произведению токов в неподвижной и подвижной катушках. В цепи переменного тока:

α2I1I2cosφ

угол прямо пропорционален произведению трех величин: тока в неподвижной катушке, тока в подвижной катушке и косинуса угла сдвига фаз φ между векторами этих токов.

  1.  Измерение тока .

Для измерения силы тока последовательно в цепь с сопротивлением R включают амперметр А, считая, что Rш в цепи отсутствует. В цепях постоянного тока для этой цели применяются главным образом приборы магнитоэлектрической системы. В цепях переменного синусоидального тока используются преимущественно амперметры электромагнитной системы. Последовательное включение амперметра А в измеряемую цепь обуславливается тем, что его внутреннее сопротивление RA практически равно нулю. Для расширение предела измерения амперметра А в магнитоэлектрической системы в цепях постоянного тока применяют шунты-сопротивления Rш, включаемые параллельно амперметру А. Расширение пределов измерения приборов может также осуществляться путем использования трансформатора тока ТА и трансформатора напряжения ТV, которые преобразуют большие токи и напряжения в токи и напряжения стандартной величины.

  1.  Измерение напряжения.

Для измерения величины напряжения на любом участке электрической цепи параллельно к нему включают вольтметр V,считая, что RД отсутствует в цепи. Параллельное включение вольтметра V в измеряемую цепь обусловлено тем, что его внутреннее сопротивление RV очень большое. Для расширения предела измерения вольтметра V обычно применяют добавочно сопротивление RД, включенное последовательно с обмоткой вольтметра V.

  1.  Измерение мощности в электрических цепях.

Для измерения мощности Р можно воспользоваться показаниями амперметра и вольтметра:

 P=UI

Но более точный результат дает измерение мощности Р с помощью электродинамического ваттметра.

  1.  Погрешности средств измерений.

Абсолютная погрешность ∆А – разность между показанием прибора и действительным значением измеряемой величины.

 ∆А=Аизм - АД

Относительная погрешность γ0 – выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности к значению измеряемой величины.

 γ0=(∆А/А)∙100%

Приведенная погрешность γПР – выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности к номинальному значение, соответствующему наибольшему показанию прибора.

 γПР=(∆А/АНОМ)∙100%

Допускаемая приведенная погрешность электроизмерительного прибора определяет его класс точности.

  1.  Режимы работы источники ЭДС.

Режим холостого хода – это режим, при котором сопротивление приемника стремится к бесконечности – на практике это соответствует разрыву электрической цепи.

Номинальный режим источника характеризуется тем, что напряжение, ток и мощность его соответствуют тем значениям, на которые он рассчитан заводами-изготовителями.

Согласованный режим – это режим, при котором источник отдает в приемник максимальную мощность.

Режим короткого замыкания характеризуется тем, что сопротивление приемика становится равным нулю.

  1.  Порядок проведения работы.
    1.  Экспериментальным путем исследовать следующие режимы работы источника ЭДС Е :
      1.  –холостой ход – Rпр → ∞ ,Ix = 0, Ux =E;
      2.  –промежуточный режим – Rпрмах = Rпр1 + Rпр2 + Rпр3 ;
      3.  - промежуточный режим – U = 1,25 Uc;
      4.  – согласованный режим – Rпр= Rвн ,Ic =Iкз/2 , Uc = E/2 , Pпрмах;
      5.  –промежуточный режим – U = Uc /2 = E/4;
      6.  Режим короткого замыкания –Rпр = 0 ; Iкз =E/Rвн ;Uкз = 0;
    2.  Экспериментальным путем исследовать влияние  изменения внутреннего сопротивления источника Rвн на его внешнюю характеристику.
      1.  Снять внешнюю характеритику при Rвн = Rвн1 + Rвн2 =134 Ом
      2.   Снять внешнюю характеритику при Rвн = Rвн1 + Rвн2 =100 Ом

  1.  Лабораторное задание.

Снять внешнюю характеристику источника ЭДС Е с внутренним сопротилением Rвн = 100

Режим работы цепи

измерено

вычислено

 E

  U

I

Rвн

R пр

Р пр

Р ист

∆P

η

γ

Примечание

В

В

А

Ом

Ом

Вт

Вт

Вт

%

%

1

Режим холостого хода Rпхр=∞,Iх =0, Uх =E

80

80

-

105,67

0

0

0

100

2

Промежуточный режим Rпр max=Rпр1+Rпр2+ Rпр3

80

65,35

0,12

122,08

544,58

7,84

9,6

1,76

81,69

20,8

3

Промежуточный режим U=1,25Uc

80

50,37

0,28

105,82

179,89

14,10

22,4

8,30

62,96

8,9

4

Согласованный режим Rпр=Rвн,Ic=Iкз/2, Uc=E/2

80

39,33

0,40

101,68

98,33

15,73

32

16,27

49,16

6,2

5

Промежуточный режим U=Uc/2

80

20,08

0,60

99,87

33,47

12,05

48

35,95

25,10

4,1

6

Режим короткого замыкания Rпр=0, Iкз=E/Rвн, Uкз=0

80

0,88

0,80

98,90

1,10

0,70

64

63,30

1,10

3,1

  1.  Основные расчеты

 

  •  Режим холостого хода 

              Внутреннее сопротивление

                               Rвн  = Rвн .ср =105,67 Ом

                 

                     Коэффициент  полезного действия η:

 

                             η = 1

  •  Промежуточный режим – Rпрмах = Rпр1 + Rпр2 + Rпр3

                                   

              Внутреннее сопротивление

                              Rвн  =  122,08 Ом

                    Сопротивление приемника:          

                              Rпр =  = 544,58 Ом

          Мощность, отдаваемая источником в цепь Рист :

                              

                              Рист = Е∙I = 9,6 Вт

                     

                    Мощность , расходуемая во внутреннем сопротивлении Rвн источника:

                               

                              ∆Р = Rвн .I2 = 1,76Вт

                      

                    Мощность , потребляемая  приемником(полезная мощность ) Рпр    

                              Рпр = UI = RпрI2  = 7,84 Вт

                    

                    Коэффициент  полезного действия η:

                              η = 0,8269

                    Относительная погрешность измерения тока γток :

                            

                      γток = 20,8 %                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             

  •  Промежуточный режим – U = 1,25 Uc

              Внутреннее сопротивление

                              Rвн  = 105,82 Ом

                    Сопротивление приемника:          

                              Rпр = 179,89 Ом

          Мощность , отдаваемая источником в цепь Рист :

                              

                              Рист = Е∙I = 22,4 Вт

                     

                

                 Мощность , расходуемая во внутреннем сопротивлении Rвн источника:

                               

                              ∆Р = RвнI2 =  8,30 Вт

                      

                 Мощность , потребляемая  приемником(полезная мощность ) Рпр    

                             

        Рпр = UI = RпрI2  = 14,10 Вт

                    

                  Коэффициент  полезного действия η:

 

                             η = 0,6296

                    

                   Относительная погрешность измерения тока γток :

                            

                                γток =  8,9%       

  •  Согласованный режим – Rпр= Rвн ,Ic =Iкз/2 , Uc = E/2 , Pпрмах

 

                   Внутреннее сопротивление

                            Rвн =101,68 Ом

                  Сопротивление приемника:

                            

                            Rпр = Rвн =  98,33 Ом

 

                  Мощность , отдаваемая источником в цепь Рист :

         

                            Рист =32 Вт

                  Мощность , расходуемая во внутреннем сопротивлении Rвн источника:

                               

                              ∆Р = RвнI2 =  16,27 Вт

       Мощность , потребляемая  приемником(полезная мощность ) Рпр

                           Рпрмах = Rпр . Ic2 =15,73 Вт

        Коэффициент  полезного действия η:

                             η = 0,4916

 

                  Относительная погрешность измерения тока γток :

                            

                      γток =  6,2%

  •  Промежуточный режим – U = Uc /2

            

           

             Внутреннее сопротивление

                              Rвн  = 99,87 Ом

                    Сопротивление приемника:          

                              Rпр = 33,47 Ом

          Мощность , отдаваемая источником в цепь Рист :

                              

                              Рист = Е∙I =48 Вт

                     

                    Мощность , расходуемая во внутреннем сопротивлении Rвн источника:

                               

                              ∆Р = RвнI2 = 35,95 Вт

                      

                    Мощность , потребляемая  приемником(полезная мощность ) Рпр    

                              

        Рпр = UI = RпрI2  = 12,05 Вт

                    

                    Коэффициент  полезного действия η:

 

                             η = 0,2510

                   Относительная погрешность измерения тока γток :

                            

                      γток = 4,1%

  •  Режим короткого замыкания –Rпр = 0 ; Iкз =E/Rвн ;Uкз = 0

              Внутреннее сопротивление

                              Rвн  = 98,90 Ом

                    Сопротивление приемника:          

                              Rпр = 1,10 Ом

          Мощность , отдаваемая источником в цепь Рист :

                              

                              Рист = Е∙I =64 Вт

                     

                    Мощность , расходуемая во внутреннем сопротивлении Rвн источника:

                               

                              ∆Р = RвнI2 = 63,30 Вт

                    

                    Мощность , потребляемая  приемником(полезная мощность ) Рпр    

                              

        Рпр = UI = RпрI2  = 0,70 Вт

                    

                     Коэффициент  полезного действия η:

 

                             η = 0,0110

                 

                        Относительная погрешность измерения тока γток :

                    

                           γток =  3,1%

  1.  Кривые


U

I1

1

1

2

2

Z

Vц

А


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

35085. Управлінське документування: Кредитно – модульний курс 292.5 KB
  Важливим завданням є створення і функціонування системи документів як робочого інструменту будьякої сфери. Зараз перед державою та суспільством постало багато нових завдань і значно зріс обсяг інформації стали жорстокішими вимоги до якості документів термінів їх виконання та доведення до виконавців.1 Призначення та класифікація документів Документ – це засіб закріплення різними способами на відповідному матеріалі інформації про факти події явища об’єктивної дійсності та розумову діяльність людини. Під час...
35086. Понятие и юридическая структура административного правонарушения в области таможенного дела 180 KB
  Законодательство различает посягательства в сфере таможенного дела в зависимости от различных степеней тяжести на преступления и проступки. Под административными правонарушениями в области таможенного деланарушениями таможенных правил понимаются именно проступки.1 КоАП России административным правонарушением признается противоправное виновное действие бездействие физического или юридического лица за которое КоАП России и законами субъектов РФ к административным правонарушениям в сфере таможенного дела – не применимо установлена...
35087. ВАЛЕОЛОГИЯ. Учебник для вузов 2.92 MB
  Так в части требований к уровню подготовленности выпускника педагогического вуза определены следующие условия: владение системой знаний о взаимосвязях физического психического и социального здоровья человека и общества; обладание организационнодеятельностными умениями необходимыми для самоанализа развития своих творческих способностей и повышения квалификации; осознание здоровья как ценности владение знаниями и умениями по охране здоровья и безопасности жизнедеятельности; представление о взаимодействии организма и среды месте...
35088. Формирование лихорадочных реакций в фило- и онтогенезе 74.33 KB
  Интеграция температурных сигналов и температуры самого гипоталамуса формирует эффекторные импульсы проходящие преимущественно по симпатическим нервам и определяющие состояние обмена веществ интенсивность периферического кровообращения дрожь одышку. Особое место в биохимии опухолей занимает изучение обмена углеводов и выработки энергии. Нарушение регуляции обмена веществ основного обмена ТИПИЧЕСКИЕ НАРУШЕНИЯ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ. НАРУШЕНИЯ РЕГУЛЯЦИИ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ Обмен веществ или метаболизм в организме определяется наследственными...
35089. Інформаційне забезпечення юридичної діяльності 3.25 MB
  Вступ В розділах посібника користувачі зможуть отримати поглибленні знання: зі створення інформаційних систем ділового та юридичного призначення у середовищі СУБД MS Access зі створювання електронних шаблонів з полями форм для юридичних та інших документів зі створення серійних документів на основі злиття табличних даних та зразка основного документа зі створювання та використовування макросів для автоматизації підготовки документів у MS Word та MS Excel. До виконання завдань необхідно обов'язково ознайомитися з теоретичними основами баз...
35090. Виды кишечных швов 21.68 KB
  В основе большинства операций на желудочно-кишечном тракте лежит кишечный шов. Под термином кишечный шов подразумевают все виды швов накладываемых на стенку полого органа желудочно-кишечного тракта пищевод желудок кишечник а также и на другие полые органы имеющие брюшинный покров мышечную оболочку подслизистый слой и слизистую оболочку жёлчный и мочевой пузырь. Главные требования к кишечному шву: кишечный шов должен быть прочным т. после наложения шва...
35091. ПРОЕКТ СОЗДАНИЯ МОЛОДЕЖНОГО ТУРА С ВКЛЮЧЕНИЕМ АНИМАЦИОННЫХ ПРОГРАММ В ТУРФИРМЕ «WORLD TRAVEL» 903 KB
  Турфирма World Travel является туроператором организующим преимущественно развлекательные туры за рубеж: в Египет Турцию Болгарию; а также на территории курортных районов России. World Travel обеспечивает высокий уровень обслуживания клиентов благодаря: высокому профессионализму команды; собственным чартерным рейсам; собственному автобусному парку; прямым связям с крупнейшими российскими и зарубежными туристскими фирмами отелями и авиакомпаниями. Турфирма предлагает своим клиентам спектр туристских услуг: отдых экскурсионные...
35092. Расчет главной балки 1.26 MB
  Подбор сечения балки настила. Расчёт главной балки. Компоновка сечения главной балки. Изменение сечения главной балки по длине пролета.
35093. Здоровье ребенка и здравый смысл его родственников 1.91 MB
  Евгений Комаровский ЗДОРОВЬЕ РЕБЕНКА И ЗДРАВЫЙ СМЫСЛ ЕГО РОДСТВЕННИКОВ Я полагаю что мы пришли после других для того чтобы делать лучше их чтобы не впадать в их ошибки в их заблуждения и суеверия. Зачем читать о правилах питания беременной женщины когда у ребенка запор Открываем главу про запор получаем необходимые сведения и с чувством глубокого удовлетворения пытаемся претворить в жизнь советы и рекомендации.