Cel ćwiczenia:

Wyznaczanie przebiegów czasowych nagrzewania toru prądowego. Określanie obciążalności prądowej długotrwałej, dorywczej i okresowo zmiennej. Dobór toru do obciążenia o dowolnym przebiegu czasowym.

Tabele pomiarowe:

1. Wyniki pomiarów nagrzewania i stygnięcia toru.

Dane toru: Prąd przy nagrzewaniu I=100 [A] Temp. otoczenia: ϑ­o=23 [^0C]
		Nagrzewanie		Stygnięcie
Lp.	Czas t[min]	Temp. ϑ [^0C]	Przyrost Δϑ [K]	Temp. ϑ [^0C]	Przyrost Δϑ [K]
1	0	23	0	30,75	7,75
2	0,5	23,75	0,75	30,5	7,5
3	1	24,5	1,5	29,75	6,75
4	1,5	25,25	2,25	29,25	6,25
5	2	25,75	2,75	28,75	5,75
6	2,5	26,25	3,25	28,25	5,25
7	3	27	4	28	5
8	3,5	27,5	4,5	27,5	4,5
9	4	28	5	27	4
10	4,5	28,5	5,5	26,75	3,75
11	5	28,75	5,75	26,5	3,5
12	5,5	29	6	26,25	3,25
13	6	29,5	6,5	26	3
14	6,5	30	7	25,75	2,75
15	7	30,25	7,25	25,5	2,5
16	7,5	30,5	7,5	25,4	2,4
17	8	30,5	7,5	----	----
18	8,5	30,75	7,75	----	----

2. Nagrzewanie toru przy obciążeniu I(t).

Dane toru: ϑo=23 [^0C] Δϑp=2,4 [K]
Lp.	Czas t[min]	Przyrost Δϑ [K]	I [A]
1	0	2,4	0
2	0,5	2,5	50
3	1	2,5
4	1,5	2,5
5	2	2,5
6	2,5	2,5
7	3	2,5
8	3,5	3,5		100
9	4	4
10	4,5	4		50
11	5	3,75
12	5,5	3,75
13	6	3,75
Lp.	Czas t[min]	Przyrost Δϑ [K]	I [A]
14	6,5	3,4	0
15	7	3
16	7,5	3,5		80
17	8	3,75
18	8,5	4
19	9	4,25

Opracowanie wyników:

1. Nagrzewanie. Wyznaczanie cieplnej „stałej czasowej” dla t_x/T = 0,5 ; 1 ; 1,5 ; 2.

Δϑ_u = 7.75 [K]

Lp.	tx/T	Δϑx [K]	tx [min]	T [min]
1	0,5	3,05	2,1	4,2
2	1	4,9	3,8	3,8
3	1,5	6,02	5,2	3,5
4	2	6,7	6	3

T_1śr = 3,6 [min]

2. Stygnięcie. Wyznaczanie cieplnej „stałej czasowej” dla t_x/T = 0,5 ; 1 ; 1,5 ; 2.

Δϑ_p = Δϑ_p' - Δϑ_k = 8 - 2,4 = 5,6 [K]

Lp.	tx/T	Δϑx [K]	tx [min]	T [min]
1	0,5	3,3	1,9	3,8
2	1	2	3,3	3,3
3	1,5	1,3	4,3	2,9
4	2	0,74	5,2	2,6

T_2śr = 3,2 [min]

Cieplna stała czasowa wynosi:

T_śr = 3,4 [min]

Obciążalność długotrwała prądu:

Δϑ_dd = Θ_dd - Θ_o = 70 -23 = 47 [K]

I_d­ = 100 [A]

Δϑ_d = 12 [K]

I_dd = 204 [A]

Obliczony prąd zastępczy badanego przebiegu I(t):

Δϑ_max = 4,3 [K]

I_z = 61,6 [A]

Prąd zastępczy badanego przebiegu I(t) odczytany z wykresu:

I_z = 62,8 [A]

Wnioski:

Celem naszego ćwiczenia było wyznaczenie prądu zastępczego w sposób analityczny oraz graficzny. Z charakterystyki nagrzewania i stygnięcia określiliśmy średnią cieplną stałą czasową, która wyniosła 3,4 minuty. Były pewne rozbieżności w tej stałej, lecz wynikały one z niedokładności odczytu przyrostu temperatury. W obu przypadkach musieliśmy zaproksymować charakterystyki w celu odczytania t_x. W graficznym sposobie określiliśmy prąd zastępczy za pomocą siatki Wolfa, który wyniósł 62,8 A. W sposobie analitycznym prąd zastępczy określiliśmy w odniesieniu do Δϑ_max i różnił się on od prądu z metody graficznej o 1,2 A i wyniósł 61,6 A. Czyli różnica w stosunku do prądu zastępczego wynosi około 2%. Taką niezgodność możemy uznać za poprawną i stwierdzić iż ćwiczenie zostało wykonane poprawnie.

---