POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA
LABORATORIUM URZĄDZEŃ ELEKTRYCZNYCH
Numer ćwiczenia: 2	Temat ćwiczenia: Badanie łuku elektrycznego prądu stałego.	Zespół: Marcin Zuchowicz Krzysztof Derlaga Andrzej Nowak
Data wykonania: 13.10.1998	Data oddania do sprawdzenia: 20.10.1998	Ocena:

Cel ćwiczenia : wyznaczenie rezystancji statycznej i dynamicznej palącego się łuku elektrycznego.

Rezystancja statyczna jest fizyczną rezystancją obliczaną ze wzoru R_s=U/I , natomiast rezystancja dynamiczna jest proporcjonalna do tangensa kąta jaki tworzy styczna do charakterystyki napięciowo-prądowej z osią prądową i wyliczamy ją ze wzoru R_d=lim U/I = dU/dI (dU = U₂ - U₁ , dI = I₂ - I₁ ).

Część pierwsza ćwiczenia polegała na zwiększeniu napięcia na autotransformatorze do napięcia 120 V a następnie krótkotrwałym zwarciu elektrod (w celu zapalenia się łuku elektrycznego) i kolejnych pomiarach prądu przy jednoczesnym zmniejszaniu napięcia na autotransformatorze. Dzięki uzyskanym wielkościom obliczyliśmy wartości rezystancji statycznej i dynamicznej.

Pomiary dokonywaliśmy dla trzech różnych odległości elektrod :

1. l = 5 mm

2. l = 10 mm

3. l = 15 mm

Wyniki pomiarów :

1. l = 5 mm

I (A)	U (V)	R stat	R dyn
30	36	1,2	-0,5
28	37	1,321	-0,5
26	38	1,462	-0,5
24	39	1,625	-1
22	41	1,864	-1
19	44	2,316	-1,2
14	50	3,571

b) l = 10 mm

I (A)	U (V)	R stat	R dyn
29	46	1,586	-1
27	48	1,778	-0,5
25	49	1,96	-1
23	51	2,217	-0,5
21	52	2,476	-1
18	55	3,056	-1
13	60	4,615

c) l = 15 mm

I (A)	U (V)	R stat	R dyn
32	48	1,5	-1
28	52	1,857	-1
26	54	2,077	-0,666667
23	56	2,435	-1
22	57	2,591	-1
21	58	2,762	-1,333333
18	62	3,444

Druga część ćwiczenia polegała na wyznaczeniu charakterystyki U = f (l), którą otrzymaliśmy dzięki pomiarom napięcia przy stałym prądzie płynącym przez łuk (I=30 A) przy zwiększaniu odległości między elektrodami.

l (mm)	U (V)	R stat
5	50	1,667
6	54	1,8
7	57	1,9
8	60	2
9	64	2,133
10	68	2,267
11	72	2,4
12	76	2,533

WNIOSKI :

Część 1 :

Otrzymane z wyników pomiarów charakterystyki U=f(I) odbiegają nieco od kształtu hiperboli ale spowodowane jest to trudnością dokładnego odczytania wartości prądu i napięcia z mierników (wystąpiły wahania wskazówki mierników, szczególnie amperomierza), poza tym w wyniku palenia się łuku nastąpiło wypalanie się elektrod co powodowało zwiększenie się odległości między nimi i zniekształcało wyniki pomiarów, które powinniśmy przeprowadzać przy stałej odległości elektrod (l=const).

Z otrzymanych pomiarów i obliczeń winniśmy uzyskać wzrost rezystancji statycznej i dynamicznej w miarę zmniejszania się wartości prądu płynącego przez elektrody. W naszym przypadku uzyskaliśmy tę prawidłowość jedynie przy rezystancji statycznej, natomiast rezystancja dynamiczna (ujemna) zmienia się w niewielkim stopniu (w dodatku nie zawsze występuje jej wzrost przy jednoczesnym zmniejszaniu wartości prądu). Spowodowane jest to przebiegiem charakterystyki, który odbiega od kształtu hiperboli (ma kształt zbliżony do funkcji liniowej).

Jednocześnie zauważamy, że przy zwiększaniu odległości między elektrodami wzrastało napięcie potrzebne do przepływu przez elektrody tej samej wartości prądu. Ta zależność powodowała również, że wartość rezystancji statycznej rosła wraz ze zwiększaniem odległości między elektrodami.

Część 2 :

Otrzymana charakterystyka jest zbliżona swym kształtem do funkcji liniowej, natomiast wraz ze zwiększaniem się odległości między elektrodami wartość napięcia potrzebnego do podtrzymania łuku powinna narastać w większym stopniu (charakterystyk powinna mieć kształt hiperboli). Spowodowane jest to wcześniej opisanymi niedogodnościami a szczególnie zjawiskiem wypalania się elektrod, w wyniku ciągle palącego się łuku (przy stałym prądzie I = 30 A).

Poniżej został zamieszczony schemat układu pomiarowego

do badania łuku elektrycznego : V= I=

∼380 V S₁ S_I S_III

S_II

S₂

V∼ I∼

---