Лабораторная работа № 1

Исследование и анализ режимов работы источника постоянной ЭДС

Москва 2009 г. Оглавление

Оглавление 3

Цель работы. 3

1.1.1. Приборы магнитоэлектрической системы 3

1.1.2. Приборы электромагнитной системы. 4

1.1.4. Измерение тока . 4

1.1.6. Измерение мощности в электрических цепях. 5

2.1. Экспериментальным путем исследовать следующие режимы работы источника ЭДС Е : 5

3. Лабораторное задание. 6

4. Основные расчеты 6

Режим холостого хода 7

Промежуточный режим – R_прмах = R_пр1 + R_пр2 + R_пр3 7

Промежуточный режим – U = 1,25 U_c 7

Согласованный режим – R_пр= R_вн ,I_c =I_кз/2 , U_c = E/2 , P_прмах 8

Промежуточный режим – U = U_c /2 8

Режим короткого замыкания –R_пр = 0 ; I_кз =E/R_вн ;U_кз = 0 9

5. Кривые 10

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 М_вр=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.

2. 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.

3. 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:

α=с₁∙I₁∙I₂

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

α=с₂∙I₁∙I₂∙cosφ

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