Файл: Методические указания по их выполнению по разделам цепей постоянных, синусоидальных и трехфазных токов.doc

4. Провести поверку ваттметра.

Для этого необходимо:

1) Осмотреть ваттметр, эталонные амперметр и вольтметр. Убедиться, что стрелки приборов находятся на нулевых делениях шкал.

2) Записать паспортные данные приборов в табл. 1-5.

3) Выбрать пределы измерения ваттметра, соответствующие Р_н.

Записать в табл. 1-5 пределы, на которых производилась проверка.

4) Собрать схему поверки ваттметра (рис. 1-6) , в которой танк через ваттметр изменяется ступенями включением тумблеров Т нагрузки; а напряжение плавно - путем перемещения ползунка К на ЛАТРе.

5) Включить схему и, изменяя автотрансформатором напряжение, а ламповым реостатом ток, последовательно установить стрелку ваттметра на оцифрованных делениях шкалы (поверяемые данные указываются преподавателем). Мощность измерить дважды: один раз при её увеличении (U_Э1 , I_Э1), другой - при ее уменьшении (U_Э2 , I_Э2).

Рис.1-6. Схема поверки ваттметра
Занести показания приборов в табл. 1-8.

№ пп.	Данные измерений					Данные вычислений
	Рх,Вт	UЭ1,В	IЭ1,А	UЭ2,В	IЭ2,В	Р1,Вт	Р2,Вт	Рд,Вт	∆Рх,Вт	γх,%	γпрх,%

Таблица 1-8

6) По данным измерений вычислить действительную мощность в цепи для каждого оцифрованного деления поверяемого ваттметра.
Р_д= (Р₁+Р₂)/2 (1.9)
где:

Р₁=U_Э1·I_Э1, (1.10) Р₂=U_Э2·I_{Э2 .} (1.11)
7) Рассчитать для всех значений мощностей абсолютную погрешность
∆Р_х

---

= Р_х - Р_д , (1.12)
относительную погрешность
γ_х= ∆Р_х / Р_д·100% , (1.13)
относительную приведенную погрешность
γ_прх=∆Р_х / Р_н·100% . (1.14)
8) Определить класс точности прибора, равный максимальному значению величины γ_прх. Присвоить поверяемому ваттметру ближайший ГОСТовский класс точности.

9) На основании полученных результатов дать заключение о соответствии поверяемого ваттметра своему классу точности.

Содержание отчета
Отчет должен содержать:

1. Краткое изложение цели работы

2. Электрические схемы поверки амперметра, вольтметра, ваттметра

3. Таблицу с паспортными данными приборов

4. Результаты измерений и расчетов в виде таблицы

5. Расчетные формулы

6.Выводы с рекомендациями о возможности использования приборов выявленного класса точности.

---

Контрольные вопросы

1. Что называется абсолютной, относительной, относительной приведенной погрешностями измерения?

2. Что определяет класс точности прибора?

3. Какова относительная погрешность измерения на разных участках шкалы прибора?

4. Устройство приборов электромагнитной системы.

5. Принцип действия и устройство приборов электродинамической системы.

6. Условные обозначения на шкалах приборов.

7. Какие существуют классы точности для электроизмерительных приборов?

8. Имеется два вольтметра одного класса точности с номинальными значениями шкал 100 В и 250 В. Какой из вольтметров точнее измерит напряжение величиной в 80 В?

9. Амперметр 2,5 кл. точности I_н = 50А

Амперметр 1,5 кл. точности I _н =100А

Амперметр 1,0 кл. точности I_н=150А

Амперметр 0,5 кл. точности I_н =300А

Какой из амперметров более точно измерит ток в 4А? Докажите это.

Литература

1. Электротехника [Текст]: / Под ред. В. С. Пантюшина.- М.: Высшая школа , 1976. – гл.15, с. 312-3I9, с. 327-ЗЗ1.

2. Касаткин, А.С. Электротехника [Текст]: / А.С. Касаткин, М.В. Немцов; - М.: Высшая школа, 2002. - гл.12, с. 339-356.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

Исследование режимов работы линии передачи постоянного тока с помощью схемы замещения

Цель работы: Изучение энергетического процесса и распределение напряжений в схеме замещения двухпроводной линии постоянного тока при изменении ее нагрузки от холостого хода (Rн = ∞) до короткого замыкания (Rн=0) при постоянном напряжении U₁, в начале линии.

Основные теоретические сведения.
Всякий потребитель электрической энергии получает энергию от генератора по воздушной или кабельной линии передачи, выполненной из металлического (медного, алюминиевого или стального) провода и обладающей большим или меньшим сопротивлением. Это сопротивление обуславливает падение напряжения и потерю мощности в линии.

При изменении нагрузки линии (тока потребителя) падение напряжения и потеря мощности в линии изменяются, что сказывается на работе потребителя.

Для теоретического и экспериментального изучения процессов в двухпроводной линии постоянного тока пользуются схемой замещения, изображенной на рис. 2-1.

---

Рис. 2-1. Схема замещения линии передачи энергии
На схеме приняты следующие обозначения:

Rп – сопротивление линии передачи;

Rн – сопротивление потребителя, которое может меняться от 0 до ∞

I – ток в линии передачи и у потребителя.

U

I
Rл+ Rн
= ———— ; (2.1)

U₁ – напряжение в начале линии,

U₂ – напряжение в конце линии у потребителя.

Падение напряжения в линии определяется соотношением:
∆U = U₁ – U₂ = Rл I, (2.2)

откуда

R_л = ΔU/I. (2.3)
Энергетический процесс в схеме характеризуется соотношением мощностей:

Р₁– мощность, получаемая линией от генератора;
P₁ = U₁I = (Rл + Rн) I² (2.4)

Р₂ – мощность, отдаваемая линией потребителю;
Р₂ = U₂I = RнI² (2.5)
∆P – потеря мощности в линии
∆P = RлI² (2.6)
Коэффициент полезного действия линии η может быть определен из соотношения:

P₂

P₁
η = — * 100% (2.7)

Для определения к.п.д. линии передачи энергии в предельных режимах работы (режимы холостого хода и короткого замыкания) удобнее пользоваться формулой, которую можно получить воспользовавшись выше приведенными соотношениями (2.4), (2.5), (2.7).

P2

Rн I²*100%

Rн* 100%

1


η
P1

Rп + Rн

Rп

Rн
= — * 100% = ————— = ———— = ———— * 100% (2.8)


(Rп + Rн) I²

+ 1


Основными режимами работы электрической цепи являются: номинальный режим; режим холостого хода; режим короткого замыкания; согласованный режим.

Номинальным режимом называют такой режим, для которого рассчитан источник электрической энергии или электроприемник. Номинальный режим работы определяют номинальное напряжение, номинальный ток, номинальная мощность (Uн, Iн, Rн).

Шкала номинальных напряжений устанавливается общесоюзными государственными стандартами. Ограничение числа номинальных напряжений диктуется как техническими, так и экономическими соображениями. Номинальное напряжение

---

U_н влияет на выбор необходимой электрической изоляции и на конструктивное выполнение элементов электрических установок.

Значение номинальных токов I_н электрических генераторов и электроприемников лимитируется предельно допустимыми температурами нагрева этих устройств.

Номинальная мощность Р_н для электрического генератора – это наибольшая полезная мощность, которую он в нормальных (номинальных) условиях работы может отдавать во внешнюю цепь. Номинальная мощность для электродвигателей – это наибольшая полезная мощность на валу, которую двигатель способен длительно развивать при нормальных условиях работы. Для остальных приемников (ламп, электронагревательных устройств и др.) номинальная мощность – это электрическая мощность, которую они потребляют при нормальном режиме работы.

Режим холостого хода источника – это режим, при котором ток в нем равен нулю. Для практического осуществления режима холостого хода достаточно отключить один из проводов, при помощи которого источник присоединен к цепи (рис. 2-2).

В режиме холостого хода, т.е. при разомкнутой внешней цепи, ее сопротивление практически равно бесконечности (R_н = ∞). Напряжение на внешних зажимах источника в режиме холостого хода U_х будет наибольшим и равным э.д.с. источника: U_х = Е. Следовательно, э.д.с. источника можно измерить вольтметром, подключенным к его разомкнутым внешним зажимам.


Рис. 2-2. Режим холостого хода Рис. 2-3. Режим короткого замыкания

источника источника
Режим короткого замыкания характеризуется тем, что напряжение на короткозамкнутом участке равно нулю (рис. 2-3), сопротивление на этом участке также равно нулю. Ток на короткозамкнутом участке I_к будет наибольшим, во много раз превышающим номинальное значение тока I_н, поэтому представляет опасность.

Согласованным режимом называют режим, при котором сопротивление внутренней цепи равно сопротивлению внешней, источник отдает на внешнюю цепь наибольшую мощность. Ток при согласованном режиме I_с.р. равен половине тока короткого замыкания:

---