Politechnika Lubelska

Laboratorium urządzeń elektrycznych

Badania podstawowych właściwości łuku

elektrycznego prądu stałego.

Wykonali: Grupa:

1.Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z podstawowymi właściwościami łuku elektrycznego prądu stałego oraz wykreślenie charakterystyk U=f(I) dla elektrod miedzianych i stalowych przy różnych wartościach szczeliny powietrznej.

2. Schemat elektryczny stanowiska laboratoryjnego.

St R_x

0/-

~220/220=

V El

R/+

R

A

R - rezystory nastawne połączone szeregowo,

A - amperomierz do ustawiania prądu I₀ i pomiaru I_ł,

V - voltomierz do pomiaru U_ł,

El - układ modelowy elektrod,

Układ modelowy elektrod posiada jedną elektrodę nieruchomą a drugą ruchomą. Zapalenie łuku odbywa się mechanicznie. Po przyciśnięciu gałki następuje zwieranie obu elektrod ze sobą. Po zwolnieniu gałki elektroda ruchoma odsuwa się szybko na zadaną odległość powodując jednocześnie zapalenie się łuku. Wymagana odległość ustawiana jest pokrętłem regulacyjnym. Do regulacji prądu służą rezystory suwakowe połączone szeregowo.

Po zamontowaniu elektrod i nastawieniu żądanej odległości między nimi zamykamy osłonę. Następnie elektrody zwieramy i przyciskiem PZ doprowadzamy do nich napięcie i ustawiamy żądaną wartość prądu I₀ za pomocą rezystorów suwakowych. Po rozdzieleniu elektrod zapala się łuk. Dokonujemy odczytu napięcia łuku U_ł i prądu I_ł.

3. Tabele wyników

Pomiary przeprowadzono dla stali i miedzi dla trzech różnych odległości między elektrodami wynoszącymi 2mm, 4mm, 6mm.

a) pomiary napięcia i prądu łuku dla elektrod miedzianych

L.p.	l=6 mm		l=4 mm		l= 2mm
		IŁ	UŁ	IŁ	UŁ	IŁ	UŁ
		A	V	A	V	A	V
1	6	64	6	46	6	35
2	8	62	8	45	8	32
3	10	60	10	42	10	31
4	12	57	12	41	12	30
5	14	53	14	40	14	30
6	16	51	16	39	16	28
7	18	50	18	38	18	27

Wykres zależności U=f(I) dla elektrod miedzianych dla odległości między elektrodami wynoszącymi l=2mm, l=4 mm, l=6mm.

b) pomiary napięcia i prądu łuku dla elektrod stalowych

L.p.	l=6 mm		l=4 mm		l= 2mm
		IŁ	UŁ	IŁ	UŁ	IŁ	UŁ
		A	V	A	V	A	V
1	6	47	6	34	6	29
2	8	44	8	33	8	26
3	10	43	10	32	10	25
4	12	42	12	30	12	24
5	14	41	14	29	14	24
6	16	36	16	29	16	23
7	18	34	18	28	18	22

Wykres zależności U=f(I) dla elektrod stalowych dla odległości między elektrodami wynoszącymi l=2mm, l=4 mm, l=6mm.

Porównanie charakterystyk dla elektrod miedzianych i stalowych przy różnych odległościach między elektrodami

- elektrody miedziane

- elektrody stalowe

4. Wnioski:

Na wykreślonych charakterystykach można zauważyć, że stosunek napięcia do prądu łuku jest odwrotnie proporcjonalny. Przy wzroście prądu napięcie łuku maleje wykładniczo. Porównując charakterystyki dla jednego rodzaju elektrod można zauważyć że odległość między elektrodami ma wpływ na napięcie łuku. Im większa jest odległość między elektrodami tym większe jest napięcie łuku. Porównując charakterystyki dla różnych elektrod ( w tym przypadku dla miedzi i stali) można zauważyć, że napięcie U_ł miedzi jest większe od napięcia U_ł stali przy tej samej odległości między elektrodami. Odczyt poprawnej wielkości napięci mierzonego był znacznie utrudniony za względu na znaczne wahania wartości. Wartość ta zmieniała się w czasie. Stosowanie elektrody miedzianej o znacznie lepszych właściwościach przewodzących w stosunku do elektrody stalowej ,która posiada gorsze właściwości przewodzące jest dużo lepsze za względu na to, że łuk elektryczny powstanie znacznie szybciej przy stykach stalowych niż miedzianych. Napięcie łuku jest znacznie większe dla lepszych przewodników.

6

U [V]

I [A]

L= 6 mm

L= 4 mm

L= 2 mm

U [V]

L= 2 mm

L= 4 mm

L= 6 mm

I [A]

U [V]

I [A]

L= 6 mm

L= 6 mm

L= 4 mm

L= 4 mm

L= 2 mm

L= 2 mm

---