2. Лабораторна установка

В роботі досліджуються 4 котушки, які мають однакові розміри магнітопроводу і намотані проводом марки ПЭВ-2 діаметром 0,38 мм. Для вимірювання температури котушок за висотою намотки закладено по 6 термопар (рис.2) мідь-константан з постійною 41 мкВ/К.

Котушки 1 і 2 досліджуються на постійному струмі, а котушки 3 і 4 – на змінному струмі.

Послідовно в коло кожної котушки необхідно ввімкнути реостат і амперметр для встановлення необхідного струму.

Схема увімкнення термопар зображена на рис.3. При положенні 1 перемикача П1 за допомогою перемикача П2 до входу цифрового мілівольтметра по черзі підключаються термопари котушки 1 (1-6 термопари) і котушки 2 (7-12 термопари), а при положенні 2 перемикача П1 – відповідно, термопари котушок 3 і 4.

Рис.3. Схема підключення термопар

4. Завдання

4.1. Розрахувати допустимий струм для котушок 1 і 2 для довгочасного нагріву при умові, що ізоляція котушок класу А.

4.2. Розрахувати перепад температури за висотою намотки для котушок 1 і 2.

4.3. Поміряти опір котушок 1 і 2 в холодному стані.

4.4. Зняти і побудувати криві нагріву для шести шарів всіх котушок.

4.5. Поміряти опір котушок 1 і 2 в гарячому стані.

4.6. За даними п.4.4 побудувати для верхніх шарів котушок, а також для усталеного режиму нагріву і порівняти одержані експериментальні величини з розрахованими в п.4.2.

4.7. За даними п.п. 4.3 і 4.5 визначити середнє перевищення температури котушок 1 і 2 за методом опору і порівняти його з виміряним значенням за допомогою термопар.

4.8. Визначити непрямим методом усталене значення перевищення температури для однієї котушки (за вказівкою викладача), використовуючи початкову криву нагріву, і порівняти одержаний результат із знятим експериментальним в п.4.4.

4.9. За даними п.4.6, використовуючи зняті експериментально , визначити коефіцієнти тепловіддачі з поверхні і постійні нагріву для всіх котушок.

4.10. Зробити письмові висновки про причини розбіжності розрахунку й експерименту.

5. Методичні вказівки

5.1. В електричних апаратах використовуються три методи вимірювання температури: а) термометра, б) опору, в) закладених термоперетворювачів (термоперетворювачі опору, термопари або півпровідникові терморезистори).

Метод опору базується на зміні опору провідника в залежності від його температури і використовується для визначення температури ізольованих обмоток.

Якщо в холодному стані при температурі опір дорівнює , а в нагрітому стані, відповідно, і , то перевищення температури τ над температурою довкілля для мідного провідника ( 1/K)

.

(1.11)

Метод опору дає середнє перевищення температури обмотки.

Метод закладених термоперетворювачів переважно використовують при проведенні дослідницьких випробувань. Відповідні термоперетворювачі закладають в точках, де очікуються найвищі значення температури.

5.2. При увімкненні котушок 1 і 2 встановлюють величини струмів, розрахованих в п.4.1, записують час увімкнення і через кожні 5 хв. записують значення перевищення температури для всіх шарів котушок. Через 4-5 вимірів час між наступними вимірами можна збільшити до 15 хв. Нагрівати котушки необхідно до усталеного значення (коли її температура змінюється не більше ніж на 1⁰С за 30 хв.).

5.3. Котушки 3 і 4 нагрівають змінним струмом. Вмикання котушок 3 і 4 здійснюють після зняття початкової кривої нагріву для котушок 1 і 2 (через 20-25 хв.). При цьому струм для цих котушок повинен дорівнювати розрахованому для котушки 1.

5.4. Опір котушок в холодному і гарячому станах вимірюється за методом амперметра-вольметра.

5.5. Результати вимірювань звести в таблицю 1.

№ час термопари	5	10	15	20	35	50	65	80
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
8
9
10
11
12

5.6. Для визначення усталеного значення перевищення температури непрямим методом за початковою кривою нагріву через однакові малі проміжки часу знімають частину кривої нагріву і в довільному масштабі в другому квадранті (рис.4) будують . Для всіх ділянок відрізки будуть пропорційні приросту температури і тому, з єднавши одержані точки прямою і провівши її до перетину з віссю ординат, отримаємо очікуване усталене значення перевищення температури .

5.7. Постійну нагріву визначають з кривої нагріву , відклавши (рис.4).

Рис.4. До визначення і .

Список літератури

1. Буль Б.К., Буткевич Г.В. и др. Под ред. Г.В.Буткевича. Основы теории электрических аппаратов. - М., 1970.

2. Буткевич Г.В., Дегтярь В.Г., Сливинская А.Г. Задачник по элек­­­ трическим аппаратам. - М.: Вища школа, 1987.

3. Чунихин А.А. Электрические аппараты. - М.: Энергоатомиздат, 1988.

35