РАСЧЕТ СЛОЖНОЙ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

РАСЧЕТ ПРОСТОЙ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

В передвижной лаборатории (автомобильный прицеп) имеется термокамера для нагрева и сушки небольших деталей и изделий из металла, пластмассы, текстиля, кожи и т.п., принципиальная электрическая схема которой приведена на рисунке 1.1.

Рис. 1.1. Принципиальная электрическая схема термокамеры

Основными элементами схемы являются следующие:

- аккумуляторная батарея GB;

- плавкий предохранитель FU;

- вольтметр PV с добавочным сопротивлением R_Д;

- амперметр PA с шунтом R_Ш;

- штепсельный разъем X;

- соединительный электрический кабель N;

- переключатель мощности SA;

- нагревательное устройство EK с электронагревательными резистивными элементами R1, R2 и R3.

Исходные данные для расчета характеристик электрической схемы приведены в таблицах 1.1 и 1.2.

Таблица 1.1

Варианты значений параметров элементов схемы

для первой цифры кода варианта задания

Таблица 1.2

Варианты значений параметров элементов схемы

для второй цифры кода варианта задания

Для установившегося (статического) режима работы устройства необходимо выполнить следующее:

1) для схемы замещения электрической цепи термокамеры (рис. 1.2а) построить нормированные статические характеристики ее параметров (P_И/P_ИК, P_П/P_ИК, к.п.д. η) в зависимости от величины отношения сопротивления R_П нагрузки приемника к внутреннему сопротивлению R_ВТ источника э.д.с. (аккумуляторная батарея) в совмещенной системе координат как показано на рисунке 1.2б;

2) построить статические характеристики параметров схемы замещения (рис. 1.2в) в зависимости от тока I цепи – напряжения U₂(I) на зажимах аккумуляторной батареи, мощности P₁(I) источника питания, мощности P₂(I) нагрузки приемника и к.п.д. η(I) в совмещенной системе координат;

3) рассчитать эквивалентные сопротивления нагревательного устройства при различных схемах соединения электронагревательных элементов, которые приведены на рисунке 1.3;

4) для измерительных цепей амперметра и вольтметра определить величины добавочного сопротивления R_Д и шунта R_Ш;

5) используя одну из номограмм, представленных на рисунках 1.4 и 1.5, выбрать диаметр жил кабеля и вставки плавкого предохранителя из стандартного ряда диаметров одножильных проводов (0,02; 0,03; 0,04; 0,05; 0,063; 0,071; 0,08; 0,09; 0,10; 0,112; 0,125; 0,14; 0,16; 0,18; 0,224; 0,25; 0,315; 0,355; 0,40; 0,50; 0,63; 0,71; 0,80; 0,90; 1,00; 1,18; 1,25; 1,40; 1,60; 1,80; 2,00; 2,50; 3,20; 4,0; 6,0; 8,0), соответствующие диапазону 0,8÷0,9I_K, а также рассчитать мощность потерь электрической энергии в соединительном кабеле при параллельной схеме соединения нагревательных элементов.

а – схема замещения электрической цепи термокамеры;

б – нормированные статические характеристики простой цепи постоянного тока в функции R_П/R_ВТ;

в – пример статических характеристик простой цепи постоянного тока в функции тока;

Рис. 1.2. Схема замещения цепи постоянного тока

и её статические характеристики

а – схема эквивалентного резистивного элемента;

б – последовательная схема соединения;

в – параллельная схема соединения;

г – смешанная последовательно-параллельная схема;

д – смешанная параллельно-последовательная схема;

Рис. 1.3. Схемы замещения основных видов простых цепей

из резистивных элементов

Рис. 1.4. Номограмма для выбора сечения двужильных кабелей

по длительно допустимым токовым нагрузкам

Рис. 1.5. Номограмма для выбора диаметра проволоки вставки

плавкого предохранителя

РАСЧЕТ СЛОЖНОЙ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Электрический мост постоянного тока для измерения температуры с помощью металлического термометра сопротивления (датчик температуры) снабжается электрической энергией от гальванического источника тока и фотоэлектрического генератора по схеме, изображенной на рисунке 2.1.

Рис. 2.1. Принципиальная электрическая схема

электрического термометра с двойным питанием

Основными элементами схемы являются следующие:

- солнечный фотоэлемент G1;

- аккумуляторная батарея G2;

- гальванометр PА;

- металлический термометр сопротивления ВК;

- резисторы R1, R2, R3;

Исходные данные для расчета характеристик электрической схемы приведены в таблицах 2.1 и 2.2.

Таблица 2.1

Варианты значений параметров элементов схемы

для первой цифры кода варианта задания

Таблица 2.2

Варианты значений параметров элементов схемы

для второй цифры кода варианта задания

Для установившегося (статического) режима работы устройства необходимо выполнить следующее:

1) составить расчетную схему замещения с указанием численных значений сопротивлений элементов при температуре -50ºС;

2) определить эквивалентное сопротивление измерительной цепи при заданной температуре;

3) определить токи и рассеиваемые мощности в источниках питания при заданной температуре;

4) определить токи в ветвях измерительной схемы при температуре -50ºС;

5) определить падения напряжения на элементах измерительной цепи при заданной температуре.

Для определения величины сопротивления металлического термометра следует использовать градуировочные таблицы или номограммы, которые представлены на рисунках 2.2 и 2.3.

Рис. 2.2. Градуировочная кривая металлического термометра

сопротивления градуировки 20

Рис. 2.3. Градуировочные кривые металлических термометров

сопротивления градуировок 21, 22, 23 и 24