Задача 3

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 3

Расчет электрических и магнитных потерь в элементах электрических аппаратов

Цель работы: 1. Определить потери в однородном проводнике при прохождении по нему тока.

2. Определить потери в ферромагнитных нетоковедущих частях, находящихся в переменном магнитном поле.

Задание:

1. Ознакомиться с предложенным теоретическим материалом.

2. Ответить на контрольные вопросы.

2.1 Перечислите источники тепла в электрических аппаратах.

2.2 Как определить потери в проводниках с постоянным и переменным током?

2.3 В чем сущность поверхностного эффекта и эффекта близости?

2.4 Назовите закон Джоуля-Ленца.

2.5 Как рассчитать потери мощности в замкнутом шихтованном магнитопроводе, на который надета катушка индуктивности?

2.6 Что такое удельные потери в стали и от чего они зависят.

3. Решить задачи по вариантам. (таблицы 3.1 – 3.3)

Содержание отчета:

1. Тема практической работы

2. Цель работы.

3. Ответы на контрольные вопросы.

4. Решение задач. (.Краткая запись исходных данных каждой задачи. Решение. Рисунки к решению задач.)

5. Сделать выводы по выполненной практической работе в форме ответов на следующие вопросы:

1) Назовите основные виды потерь в электрических аппаратах.

2) Почему стараются не применять ферромагнитные материалы в качестве проводниковых материалов?

3) Для чего в электрических аппаратах магнитопроводы, находящиеся в переменном магнитном поле, выполняют шихтованными?

4) Почему изолированные проводники и детали электрического аппарата нельзя подвергать нагреву выше той температуры, на которую они рассчитаны?

________________________________________________________________________________________________

Задача 1

Определить коэффициент поверхностного эффекта и потери электрической энергии в одном метре длины стальной трубчатой шины, имеющей наружный диаметр d_нар =137мм, а внутренний d_{вн =}5дюймов_. По шине, температура которой 110º С, протекает ток I =800А частоты f =50Гц, ρ ₀ =10∙ 10^-8 Ом∙ м, α =0, 009 1/º С.

Таблица 3.1

Задача 2

Определить тепловые потери в чугунном кольце, охватывающим проводник с током I =2500А частоты f =50Гц. Внутренний диаметр кольца D_вн =100мм, наружный диаметр кольца D_{на р}=150мм, его высота h =150мм.

Таблица 3.2

Задача 3

Определить количество теплоты, выделяемое в магнитопроводе электромагнита, катушка которого намотана круглым медным проводом диаметром d =4мм и имеет W =250 витков. Магнитопровод изготовлен из листовой трансформаторной стали марки 1512; толщина листов δ =0, 5мм. Коэффициент заполнения магнитопровода сталью k_з =0, 9, плотность стали 7870кг/м³. При подключении катушки к источнику переменного напряжения частоты f =50Гц плотность тока составляет j =1, 0 А/мм². Эскиз магнитопровода приведен на рис.1, где а = b =70мм, Н =320мм, В =180мм.

Рисунок 1. Эскиз магнитопровода с катушкой

Таблица 3.3

а) б)

Рисунок 2: а) зависимость удельных потерь от магнитной индукции для горячекатаной трансформаторной стали толщиной δ =0, 5мм. (f=50Гц); б) кривые намагничивания для различных марок стали