POLITECHNIKA LUBELSKA
INSTYTUT PODSTAW ELEKTROTECHNIKI I ELEKTROTECHNOLOGII
Laboratorium Teorii Pola Elektromagnetycznego
Nazwisko, imię wykonujących:
Wojtal Mateusz
Wojtiuk Michał
Wójcicki Kamil
Zdunek Maksymilian
Grupa dziekańska:
EIST 4.5b
Rok akademicki
2012/2013
Data wykonania:
22.05.2013
Podpis:
Temat ćwiczenia: Analiza pola elektrycznego uziomu
pionowego.
1. Dane uziomu ustawione w programie.
Rys. 1. Szkic wymiarowy uziomu rurowego
l – długość uziomu (2 m)
r
0
– promień uziomu (0,08 m)
U=500 V
ρ=50 Ωm
2. Obliczenie prądu Iz
Prąd Iz wyliczony przez program dla
l
r
0
=
25 wynosi: 40.128 A.
3. Obliczenie rezystancji uziomu dwoma metodami
Rezystancja wyliczona ze wzoru R
z
=
U
I
z
:
R
z
=
U
I
z
=
500
40,128
=
12,46 Ω
Rezystancja wyliczona ze wzoru R
z
=
ρ
2 π l
ln
2 l
r
0
:
R
z
=
ρ
2 π l
ln
2 l
r
0
=
50
2∗3,14∗2
ln
2∗2
0,08
=
15,57 Ω
4. Obrazy potencjału, natężenia pola i gęstości prądu
Rys. 2. Obraz potencjału uziomu rurowego.
Rys. 3. Obraz natężenia pola uziomu rurowego.
Rys. 3. Obraz gęstości prądu uziomu rurowego.
5. Rozkłady potencjału V=f(r) i gęstości prądu J=f(r) na powierzchni ziemi
Wyk. 1. Rozkład potencjału V=f(r) na powierzchni ziemi.
Wyk. 2. Rozkład gęstości prądu J=f(r) na powierzchni ziemi.
6. Rozkłady gęstości prądu J=f(r) dla z=0,5l i z=l
Wyk. 3. Rozkład gęstości prądu J=f(r) dla z=0,5l.
Wyk. 3. Rozkład gęstości prądu J=f(r) dla z=l.
7. Rozkłady gęstości prądu J=f(r) dla r=r
0
Wyk. 4. Rozkład gęstości prądu J=f(r) dla r=r
0
.
8. Strefa, w której napięcie krokowe jest większe od dopuszczalnego
Wyk. 5. Rozkład potencjału V=f(r) na powierzchni ziemi ze wskazaniem strefy, w której napięcie
krokowe jest większe od dopuszczalnego.
9. Wnioski
Naszym zadaniem podczas tego ćwiczenia była analiza pola elektrycznego wytworzonego przez
uziom pionowy umieszczony w ziemi. Dzięki programowi Quick Field sporządziliśmy obrazy
potencjału, natężenia pola i gęstości prądu, a także wykresy potencjału na powierzchni ziemi oraz
gęstości prądu (na powierzchni ziemi, dla z=0,5l, z=l oraz r=r
0
). Ponadto obliczyliśmy rezystancję
tego uziomu za pomocą dwóch wzorów. Jeden z nich wykorzystywał wartość prądu spływającego
do ziemi Iz wyliczoną za pomocą programu Quick Field. Natomiast drugi, teoretyczny
wykorzystywał wymiary geometryczne uziomu oraz konduktancję gruntu. Wyniki uzyskane tymi
wzorami różniły się, jednak nieznacznie co wskazuje na poprawność wzorów. Ostatnim punktem
ćwiczenia było wyznaczenie na podstawie wykresu potencjału V=f(r) na powierzchni ziemi strefy,
w której napięcie krokowe jest większe od dopuszczalnego, tzn. strefy, w której różnica
potencjałów pomiędzy punktami A i B na powierzchni ziemi oddalonymi od siebie o 70 m
przekracza 100 V.