Работа N 3

Работа № 3
Исследование линии постоянного тока
Исследуя различные режимы линии постоянного тока, необходимо выяснить,
как
изменяются
величины,
характеризующие
передачу
энергии
напряжение
потребителя U2, потеря напряжения в линии ∆U, мощности генератора P1 и
потребителя P2 , потери мощности в линии ∆P, коэффициент полезного действия (η), в
зависимости от тока нагрузки I, если напряжение генератора U1 и сопротивление линии
rЛ не изменяются. Кроме того, надо определить влияние напряжения генератора на
коэффициент полезного действия линии электропередачи. Исследование линий
проводится с помощью эквивалентной схемы, в которой сопротивление линии и
потребителя замены реостатами.
Задание
А. Предварительная подготовка
1. Составить и нарисовать эквивалентную схему линии, в которой необходимо
предусмотреть амперметр для измерения напряжений генератора и потребителя.
2. Вывести формулы для расчета величин, характеризующих передачу энергии
в зависимости от тока нагрузки, если напряжение генератора и сопротивление линии
считать постоянными. Полученные зависимости отобразить графически.
3. Доказать, что потребитель получает максимальную мощность в том случае,
когда сопротивление линии равно сопротивлению нагрузки.
Б. Экспериментальная и расчетная часть
4. Собрать эквивалентную схему линии.
5. Снять кривые величин, характеризующих передачу энергии, изменяя ток
нагрузки от нуля до тока короткого замыкания для трех различных значений
напряжения генератора. Эксперемент проводить при постоянном сопротивлении линии
10
и неизменном напряжении генератора. Полученные кривые нарисовать на одном
графике.
6. С помощью выведенной в п. 2 формулы рассчитать и начертить на графике
по п. 5 зависимость U2 = U2 (I) при заданном напряжении генератора и сопротивлении
линии.
7.
Пользуясь
экспериментальными
данными,
графически
определить
коэффициент полезного действия линии в зависимости от напряжения генератора при
постоянных сопротивлении линии и мощности потребителя.
При подготовке к работе проанализировать:
а)
как изменяются величины, характеризующие передачу энергии в зависимости от
сопротивления нагрузки при постоянных сопротивлении линии и напряжении
генератора;
б)
как изменяются величины, характеризующие передачу энергии в зависимости
от напряжения генератора при постоянных сопротивления линии и потребителя.
Для того, чтобы получить плавные кривые по п. 5, при измерениях необходимо
снять достаточно большое количество точек, причем они должны быть равномерно
распределены в интервале от холостого хода (I = 0) до тока короткого замыкания (I =
Ik.з.).
При выполнении п. 6 следует рассчитать величину сопротивления линии,
используя данные режима короткого замыкания.
Чтобы определить изменения коэффициента полезного действия в зависимости
от напряжения генератора, необходимо использовать эксперимент по п. 5 еще для двух
значений напряжения сети. Далее следует начертить на отдельном графике
зависимости η = η(I) и P2 = P2(I) для трех значений U1 и для выбранного значения P2
найти по графику величины η при каждом значении U1. Зависимость η = η(U1) надо
начертить на отдельном графике, причем построении значения η следует брать для
токов I  Ik.з.2.
С. Контрольные вопросы
I.
Чему равно в эквивалентной схеме линии напряжение на сопротивлении линии
и нагрузке в случаях, когда сопротивление нагрузки rн = 0 и rн = , а на входе
схемы подключено напряжение U?
2.
Как меняются величины, характеризующие передачу энергии, в зависимости от
11
U1, если rн = const и rл = const ?
3.
Как получить график коэффициента полезного действия линии  = (U1) при
неизменных
мощности потребителя P2 и сопротивлении rл, используя
результаты измерений?
4.
Как изменится кривая  = (U1) при больших (меньших) значениях P2 = const?
12