Universitatea Tehnică a Moldovei

Lucrare de laborator nr.1

Tema: STUDIEREA TRANSFORMĂRII ENERGIEI ELECRICE PRIN

LINIE DE CURENT CONTINUU

A efectuat: Studentul grupei Gutu Daniel

A verificat: Potinga.A

Chişinău 2014

Scopul lucrării: studiere regimurilor liniei de curent continuu și construirea caracteristicilor mărimilorcircuitului la variația rezistenței sarcinii de la 0 pîna la ∞.

Noțiuni generale

Pentru transportarea energiei electrice de curent continuu de la generator la consumător se utilizează linii electrice cu două conductoare. Deoarece linia electrică are întotdeauna o rezistență, în ea au loc pierderi de tensiune ∆U, și pierderi de putere ∆P, energie ∆W.

Pentru schema reprezentată în figura 1.1 pot fi scrise urmatoarele relații:1. Pierderile de tensiune în linia electrică:

∆U=U1-U2=IR, (1.1)unde:

U1-tensiune la intrarea (începutul) liniei, V; U2-tensiunea la ieșirea (sfirșitul) liniei sau la bornele sarcinii,V.

R= – rezistența firelor;Ω

-restivitatea specifică a materialului, ;

l- lungimea liniei, m;

S- aria secțiunii transversale a conductorului, mm2.

2. Din (1.1)obținem relația dintre tensiunile U1 și U2:

U1=U2+∆U=U2+IR (1.2)

3. Puterea furnizată sarcinii de către sursa de energie electrică, W:

P1=U1I=P2+∆P, (1.3)unde:

P2=I2Rs=U22/Rs- puterea utilă consumată de sarcină, W;

∆P=I2 R1- pierdirele de putere în linie, W.

4. Randamentul liniei la transportarea puterii electrice de la sursă la sarcină se calculează după următoarea formulă:

η= ,

sau

În liniile electrice sunt posibile următoarele regimuri de funcționare:

a) regim de funcționare normală sau regim de lucru;

(0<Rs<∞)

Conform legii lui Ohm obținem:

unde:

Rs - rezistența sarcinii, Ω;R – rezistența liniei electrice,Ω.

U1 și R- sunt mărimi constante, deci curentul în circuit depinde de mărimea rezistenței sarcinii;

b) regim de funcționare în gol (Rs=∞), consumătorul este deconectat:

I=0; ∆U=0; ∆P=0; P1=P2=0; U2=U1;

c) regim de scurt circuit (Rs=0), consumatorul este scurtcircuitat:

U2=0; I= ; ∆U=U1=I R;

∆P=I2R=P1; P2=I2Rs=0.

Din relația P2=P1-∆P=U1∙I-I2∙R, rezultă că puterea P2 este funcție de pătratul curentului.

Ordinea de efectuare a lucrării:

1) montam circuitul electric conform schemei (fig.1.1) sau la calculator în programul Multisim 2001(fig.1.2)

2) variem rezistența sarcinii Rs de la valoarea maximală pînă la zero, de studiat funcționarea liniei la diferite rigimuri de funcționare, de la funcționare în gol (Rs=∞) pînă la regimul de scurt circuit (Rs=0). Tensiunea U1=const., (este recomandată de profesor).3) conform datelor experimentale de calculat:

P1 – puterea, furnizată în circuit de sursă;P2 – puterea, primită de receptor (sarcină);

Rs – rezistența sarcinii;R – rezistența liniei electrice;∆U – pierdirile de tensiune în linie;∆P – pierderea de putere în linie;η – randamentul liniei.

Datele experimentale și rezultatele calculelor de introdus în tabelul 1.1Tabelul 1.1

Tabelul măsurărilor

Nr. Măsurări Calcule I1, A U1, V U2, V ∆U, V P1, W P2, W ∆P, W η, %

1 0 40 40 0 0 0 0 1002 0.35 40 35 5 14 12,25 1,75 87,53 0.5 40 30 10 20 15 5 754 0.65 40 25 15 26 16,25 9,75 62,55 1 40 20 20 40 20 20 506 1.2 40 15 25 48 18 30 37,57 1.5 40 10 30 60 15 45 258 1.65 40 5 35 66 8,25 57,75 12,59 1.8 40 0 40 72 0 72 0

10

∆U1 =U1-U2= 40V-40V=0V; ∆U8 =40V-5V=35V; P1,5=40V*1A=40W;∆U2 =40V-35V=5V; ∆U9 =40V-0V=40V; P1,6=40V*1.2A=48W;∆U3 =40V-30V=10V; P1,7=40V*1.5A=60W;∆U4 =40V-25V=15V; P1,1=U1I=40V*0A=0W; P1,8=40V*1.65A=66W;∆U5 =40V-20V=20V; P1,2=40V*0.35A=14W; P1,9=40V*1.8A=72W;∆U6 =40V-15V=25V; P1,3=40V*0.5A=20W;∆U7 =40V-10V=30V; P1,4=40V*0.65A=26W;

∆P1=I2 R1=I∙∆U=0; ( ) P2,1=P1-∆P1=0;

∆P2=0.35A*5Ω=1,75W; P2,2=14W-1,75W=12,25W;∆P3=0.5A*10Ω=5W; P2,3=20W-5W=15W;∆P4=0.65A*15Ω=9,75W; P2,4=26W-9,75W=16,25W;∆P5=1A*20Ω=20 W; P2,5=40W-20 W=20W;∆P6=1.2A*25Ω=30W; P2,6=48W-30W=18W;∆P7=1.5A*30Ω=45W; P2,7=60W-45W=15W;∆P8=1.65*35Ω=57,75W; P2,8=66W-57,75W=8,25W;∆P9=1.8A*40Ω=72 W; P2,9=72W-72 W=0W;

4) Construim graficele dependenților ∆U=f(I); U2=f(I); P1=f(I); ∆P=f(I); P2=f(I); η=f(I)

5) Concluzie: În urma studierii regimurilor liniei de curent continuu și construirea caracteristicilor mărimilorcircuitului la variația rezistenței sarcinii de la 0 pîna la ∞.Am demonstrat că Intesitatea depinde de rezistența sursei. Dacă rezistența sursei (Rs ) scade atunci intesitatea (I) crește și dacă intesitatea (I) crește atunci pierderea de putere în linie (∆P) crește.