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.