МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ОБРАБОТКЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ И ПОСТРОЕНИЮ КРИВЫХ

7.1. Определение внутреннего сопротивления R_ВНисточника ЭДС Е и сопротивления приемника R_ПРэлектрической энергии:

ВнутреннеЕ сопротивлениЕ R_ВНисточника ЭДС Е вычисляется по показаниям вольтметра V_Ц и амперметра А согласно формуле (1) пункта 2.3.1.:

(15)

Для определения R_ВН в режиме холостого хода необходимо воспользоваться формулой (15) в следующем виде:

Воспользовавшись правилом Лопиталя (см. курс высшей математики) получим:

Сопротивление приемника R_ПР вычисляется по показаниям вольтметра V_Ц и амперметра А согласно формуле: (16)

В режиме холостого хода

7.2. Определение мощности в электрической цепи:

Мощность, отдаваемая источником в цепь Р_ИСТ, вычисляется по показаниям вольтметра V_Ц и амперметра А согласно формуле:

(17)

Мощность, расходуемая во внутреннем сопротивлении R_ВН источника (мощность потерь) ∆ Р, вычисляется по показаниям амперметра А согласно формуле:

(18)

Мощность ∆ Р возрастает пропорционально току в квадрате и при коротком замыкании становится равной мощности источника (т.к. при к.з. U_ПР.КЗ=0, R_ВН=E/I_КЗ),

следовательно,

так как Р_ИСТ.КЗ= E∙ I_КЗ, поэтому Р_ИСТ.КЗ=∆ Р_КЗ,

Мощность, потребляемая приемником (полезная мощность) Р_ПР, вычисляется по показаниям вольтметра V_Ц и амперметра А согласно формулам:

либо (19)

(20)

7.3. Определение коэффициента полезного действия.

Коэффициент полезного действия η передачи электрической энергии от источника к приемнику есть отношение полезной мощности приемника Р_ПР к мощности источника Р_ИСТ и вычисляется по формулам:

, либо (21)

(22)

В режиме холостого хода следует принять η =100%, так как η → 1 при → 0, тогда

7.4. Построение кривых U=F₁(I), ∆ Р=F₃(I), η =F₆(I), Р_ИСТ =F₄(I), Р_ПР =F₅(I);

7.4.1. Кривые U=F₁(I) строятся согласно формуле (1) и имеют вид как показано на рис. 17, 18;

7.4.2. Кривые ∆ Р=F₃(I) строятся согласно формуле (18) и имеют вид как показано на рис. 24;

7.4.3. Кривые η =F₆(I) строятся согласно формуле (21) и (22) и имеют вид как показано на рис. 25;

7.4.4. Кривые Р_ИСТ =F₄(I) и Р_ПР=F₅(I) строятся согласно формулам (17, 19, 20) и имеют вид как показано на рис. 26;

Р_{ИСТ СОГЛ}

Р_{ПР МАХ}

Р_ПР

I_КЗ

I_КЗ/2

I′ _КЗ

I′ ′ _КЗ

I′ _КЗ/2

I′ ′ _КЗ/2

[Вт] Р_ИСТ, Р_ПР

[Вт] ∆ Р

R′ _BH

R′ ′ _BH

[%] η

I [A]

Рис. 24. Качественные кривые мощности потерь ∆ Р если R′ ′ _BH > R′ _BH

I [A]

Рис. 25. Качественные кривые КПД η если R′ ′ _BH > R′ _BH

Рис. 26. Качественные кривые мощности источника Р_ИСТ и приемника Р_ПР для R′ _BH

R′ ′ _BH

R′ _BH

Р_ИСТ

ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ДАННЫХ С ПОМОЩЬЮ ЭВМ

Расчеты, необходимые для анализа полученных данных, необходимо произвести с помощью персонального компьютера или в компьютерном классе (ауд. 310 и 316, где имеется пакет специальных прикладных программ для расчета линейных электрических цепей постоянного тока).

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

1. Чему равны показания цифрового вольтметра, включенного к зажимам источника ЭДС, при замкнутой и разомкнутой цепи?

2. Каким образом включается в цепь амперметр и вольтметр и почему?

3. Чему равны показания амперметра, включенного в цепь при разомкнутой и замкнутой цепи?

4. Какое соотношение должно быть выполнено между R_ВН и R_ПР, чтобы на последнем выделялась максимальная мощность?

5. Чему равен КПД цепи при согласованном режиме?

6. Какой источник ЭДС лучше: с малым или большим внутренним сопротивлением?

7. В каком источнике ЭДС больше потери?

8. Как из опыта холостого хода и короткого замыкания определить внутреннее сопротивление источника ЭДС?

9. От чего зависит ток короткого замыкания?

10. Почему режим короткого замыкания опасен для источника ЭДС?

11. Чем отличается режим короткого замыкания от промышленного короткого замыкания?

12. Как определить ЭДС Е источника?

13. Какие требования предъявляются к электроизмерительным приборам?

14. Чем отличаются приборы магнитоэлектрической системы от электромагнитной системы?

15. Почему прибор магнитоэлектрической системы измеряет только постоянные токи или напряжение, а прибор электромагнитной системы как постоянные, так и переменные величины?

16. Каким образом можно расширить пределы измерения амперметра или вольтметра?

17. Как определяют цену деления приборов?

18. Как определить цену деления приборов, включенных через измерительные трансформаторы?

19. Как измерить мощность в электрических цепях?

20. Какую шкалу имеют магнитоэлектрические, электромагнитные и электродинамические приборы?

21.Для чего служит измерительный мост (мост Уинстона)?

22. К какому виду и методу относится измерение сопротивления R_x?

23. Что такое класс точности прибора?

24. Как связан класс точности прибора с абсолютной погрешностью?

25. Как определить абсолютную и относительную погрешности прибора?

26. В какой части шкалы прибора наиболее целесообразно проводить измерения и почему?

27. Где указывается класс точности прибора?

28. Каковы условные обозначения различных электроизмерительных систем и где они указываются на приборе?

ЛИТЕРАТУРА

1. Афонский А.А., Дьяконов В.П. Измерительные приборы и массовые электронные измерения- М.: Солон-Пресс, 2007.

2. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника − М.: Высшая Школа, 1999

3. Линник Ю.В., Метод наименьших квадратов и основы математико-статичиских теории обработки наблюдений.- 2-е изд.-М., 1962. (математическая теория).

4. Пугачев В.С. Теория вероятностей и математическая статистика.-М.: Наука, 1979.-394 с.

5. Электротехника и электроника. Книга 3 − Электрические измерения и основы электроники. Под редакцией В.Г. Герасимова – М.: Энергоиздат, 1998г.

⇐ Предыдущая 1 23