Главная | Обратная связь

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 58

ВИВЧЕННЯ ЛІЧИЛЬНИКА ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ

Мета роботи: дослідження роботи лічильника.

Прилади та матеріали: 1) однофазний лічильник типу СО – И446 або СО – 2М; 2) вольтметр на 150 – 300 В; 3) амперметр на 2,5 – 5 А; 4) ламповий реостат; 5) регулятор напруги; 6) секундомір.

Загальні відомості

У колах змінного струму в основному застосовуються лічильники індукційної системи. Індукційний лічильник (рис. 4) складається з двох електромагнітів 4, 5, між полюсами яких розміщено алюмінієвий диск 3, насаджений на вертикальну вісь 2. Один з електромагнітів 5 має обмотку з товстого ізольованого дроту, яка є обмоткою струму і підключається в коло послідовно з навантаженням.

 

Рис. 4.

 

Другий електромагніт 4 має обмотку з тонкого ізольованого дроту (обмотка напруги), що вмикається в коло паралельно навантаженню. Змінний струм, проходячи по обмотці струму, створює магнітний потік , а проходячи по обмотці напруги, – магнітний потік . Змінні магнітні потоки і збуджують вихрові індукційні струми і в алюмінієвому диску. При взаємодії магнітного потоку із струмом , магнітного потоку із струмом алюмінієвий диск під дією результуючого обертального моменту починає обертатися:

, (2.1)

де - коефіцієнт пропорційності; - зсув фаз між магнітними потоками. В лічильнику індукційної системи магнітний потік пропорційний струмові , а магнітний потік - напрузі в колі .

Тоді з (2.1) маємо:

. (2.2)

Для прямої пропорційної залежності від потужності потрібно, щоб ( - зсув фаз в колі між струмом і напругою). Це в конструкції лічильника досягається спеціальними розгалуженнями магнітопроводу. Тоді остаточно:

. (2.3)

Наявність у лічильнику постійного магніту 1 створює гальмівний момент алюмінієвого диска аналогічно гальмівному моментові алюмінієвого каркаса в приладах магнітоелектричної системи. Крім цього, гальмівного моменту, в лічильнику створюється ще два гальмівних моменти від взаємодії електромагнітів з їхніми індукційними струмами.

Результуючий гальмівний момент пропорційний швидкості обертання алюмінієвого диска:

, (2.4)

де - кількість обертів диска в секунду.

При рівномірному обертанні диска . Тоді на основі (2.3) і (2.4) дістанемо:

, (2.5)

де - стала лічильника. Помноживши праву і ліву частини (2.5) на час , маємо:

, (2.6)

де - енергія струму, що споживається, а - число обертів диска за час . Враховуючи , кінцева робоча формула набуде вигляду .

У даній роботі потрібно детально ознайомитися з будовою та принципом дії індукційного лічильника і провести дослідження його роботи.

 

Хід роботи

1. Скласти електричне коло за схемою (рис. 5).

 

Рис. 5.

 

2. Ознайомитися з технічними даними лічильника. Зафіксувати номінальну сталу лічильника (на лічильнику зазначено, скільки обертів диска відповідає 1 кВт·год електроенергії, яка пройшла через лічильник).

3. Визначити відносну похибку лічильника залежно від навантаження. Для цього: а) регулятором напруги встановити номінальне значення напруги для даного лічильника; б) ламповим реостатом підібрати навантаження лічильника (контролюється амперметром), яке дорівнює 5 % номінального навантаження лічильника, підрахувати кількість обертів диска за с. Дані занести до таблиці; в) повторити спостереження (п. б) при навантаженнях лічильника, які дорівнюють 10, 15, 20, 30, 40, 50, 75, 100 % номінального значення. (Пропонується брати значення струму 5 А); г) для кожного із спостережень підрахувати дійсну і номінальну сталі лічильника:

; ;

де - робота, яка виконується за час (виміряне значення); - одиниця енергії, що вимірюється лічильником за обертів диска (зазначена на лічильнику); д) визначити для кожного навантаження відносну похибку:

.

Величина стала для всіх вимірювань. Результати вимірювання занести у табл. 2.

 

Таблиця 2.

 

№ п/п	, А	, В	, с		, Вт	, Дж	, кВт·год	, кВт·год
. . .

 

4. Побудувати графік залежності відносної похибки лічильника від величини .

5. Провести статистичну обробку результатів вимірювання.

 

Контрольні питання

1. Який принцип дії індукційного лічильника електричної енергії?

2. Як вмикати в електричне коло лічильник електричної енергії і яких правил при цьому дотримуватися?

3. Який фізичний зміст сталої лічильника?