Мета роботи. Вивчити будову і принцип дії однофазного лічильника електричної енергії і ознайомитися з методами його повірки.

Вивчити будову і принцип дії однофазного лічильника електричної енергії і ознайомитися з методами його повірки.

Тривалість заняття

Тривалість лабораторної роботи 4 години.

Обладнання, матеріали та інструменти

Однофазний трансформатор, автотрансформатор (ЛАТР) провідники, реостати, вимірювальні прилади.

Місце проведення заняття

Лабораторна робота проводиться в лабораторії електротехніки 7м^А.

Загальні відомості

Люмінесцентна лампа складається з скляної колби в вигляді циліндричної трубки із звичайного скла, яке не пропускає ультрафіолетового випромінювання. Внутрішня поверхня колби покрита тонким шаром люмінофору. Люмінофор – це тверда кристалічна речовина, що випромінює видиме світло під дією ультрафіолетових променів. Колба заповнена технічним аргоном. В колбу поміщається краплина ртуті, яка перебуває в об’ємі колби у вигляді пари. В торці колби впаяні вольфрамові електроди.

Принцип роботи люмінесцентної лампи базується на використанні явищ електролюмінесценсії і фотолюмінесценсії.

Електролюмінесценсія – світіння ртутної пари при русі в ній електронів під дією прикладеної напруги.

Фотолюмінесценсія – світіння люмінофору при дії на нього ультрафіолетових променів, які випромінюються в результаті розряду в ртутній парі.

Основні переваги люмінесцентних ламп порівняно з лампами розжарювання: кращий спектральний склад, більша світловіддача і строк служби, низька температура розігріву колби (50°С); недоліки – складна схема з’єднань, вплив температури зовнішнього середовища на роботу лампи (оптимальна температура 15-40°С), пульсація світлового потоку, низький cosφ.

Люмінесцентні лампи під’єднуються до мережі за допомогою пускорегулювальних апаратів (ПРА), які бувають стартерні і безстартерні. Стартерні ПРА мають баластний опір (дросель) і стартер з конденсатором; безстартерні – тільки дросель (в с.г. майже не використовуються).

Дросель – індуктивний опір, який обмежує струм через лампу при її запуску і роботі, а також створює імпульс підвищеної напруги (700...1000 В) за рахунок виникнення е.р.с. самоіндукції при розриві кола статора. Цим імпульсом запалюється лампа.

Стартер – неонова лампа з двома біметалічними електродами. При пуску стартер на короткий час замикає коло електродів лампи для їх підігріву (800°С) і розмикає це коло для створення імпульсу підвищеної напруги на дроселі.

Конденсатор стартера призначений для усунення радіозавад при ввімкненні ламп, збільшення амплітуди імпульсної напруги, стабілізації тліючого розряду в стартері і робочого розряду при горінні лампи.

Дані ПРА вказуються на дроселі. Наприклад, ІУБИ-40/220 означає: апарат стартерний індуктивний для ввімкнення однієї лампи потужністю 40 Вт в електромережу 220 В.

В момент ввімкнення на електроди стартера і лампи подається повна напруга мережі. В стартері між електродами виникає тліючий розряд, який розігріває біметалеві електроди і вони замикаються. По колу дросель – електроди лампи і стартера протікає струм, що розігріває електроди лампи. В цей момент розряд в стартері відсутній, його електроди охолоджуються і розмикаються. Миттєвий розрив кола викликає в дроселі імпульс підвищеної напруги, який подається на підігріті електроди лампи. Виникає електричний розряд в аргоні і парі ртуті – невидимі, ультрафіолетові випромінювання, які потрапляючи на люмінофор, викликають його свічення, тобто лампа загорілась, напруга на ній і стартері знижується до половини напруги мережі за рахунок опору дроселя. Лампа продовжує працювати, а стартер автоматично вимикається. Якщо при першому спрацюванні стартера лампа не загорілась, то цикл повторюється автоматично.

Схема під’єднання люмінесцентної лампи показана на рис. 11.1. Вимірювання параметрів люмінесцентної лампи здійснюється за допомогою вольтметрів V₁ і V₂, амперметра А та ватметра W. Пускорегулююча апаратура з дроселя Др, стартера Ст, конденсаторів С₁ і С₂ та вимикача В1. Живлення схеми здійснюється від мережі змінної напруги 220 В за допомогою автотрансформатора ЛАТР.

Рис. 11.1. Схема під’єднання люмінесцентної лампи

Послідовність виконання роботи

1. Ознайомитись з будовою люмінесцентної лампи, дроселя, стартера і їх технічними даними.

2. Зібрати електричну схему під’єднання люмінесцентної лампи „зіркою” (рис. 11.1).

3. За допомогою ЛАТРа встановити напругу живлення лампи U₁=220 В. Виміряти при вимкненому вимикачі В₁ струм І, що протікає через лампу, споживану потужність Р та напругу на лампі U₂.

4. Дані занести в табл. 11.1. Замкнути вимикач SВ і записати в таблицю значення струму І.

5. За допомогою ЛАТРа зменшувати значення U через 10 В до моменту погасання лампи. Для кожного значення напруги U₁ в табл. 11.1 фіксувати значення І (В1 – виключений), Р, І', U₂ (В1 – замкнутий).

6. Користуючись формулою і визначити коефіцієнт потужності cosφ лампи для кожного випадку. Результати занести в табл. 11.1.

7. Зробити висновки та оформити звіт.

Табл. 11.1

Зміст звіту

1. Назва роботи.

2. Мета роботи.

3. Порядок виконання лабораторної роботи.

4. Схема експериментальної установки.

5. Паспортні данні машин.

6. Висновки.

Питання для самоконтролю

1. Пояснити будову люмінесцентної лампи.

2. Що таке електро- та фотолюмінесценсія?

3. Які переваги мають люмінесцентні лампи порівняно з лампами розжарювання?

4. Опишіть конструкцію дроселя і стартера.

5. Як змінюються електричні параметри лампи при зміні напруги живлення?

БІБЛІОГРАФІЧНИЙ СПИСОК

1. Електропривід сільськогосподарських машин, агрегатів та потокових ліній.: Підручник. За ред.. Є. Л. Жулая. К. – Вища освіта. 2001. – 288 с.

2. Електропривід / О. С.Марченко, Ю. М.Лавріненко, П. І.Савченко,
Є. Л. Жулай. – К.: Урожай, 1995. – 260 с.

3. Чиликин М. И., Сандлер А. С. Общий курс электропривода: Учебник для вузов. − 6-е изд., доп. и перераб. − М.: Энергоиздат, 1981. −
576 с., ил.

4. Елекктропривод: Підручник / Ю. М. Лавріненко, О. С. Марченко, П. І. Савченко, та ін.; за заг. ред. Ю. М. Лавріненка. − К.: Ліра-К, 2009. − 504 с.

5. Справочник по автоматизированному электроприводу / Под ред.
В. А. Елисеева, А.В.Шинянского. - М.: Энергоатомиздат, 1983 - 615 с.

6. Ключев В. И., Терехов В. И. Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов. – М.: Энергия, 1980.