Студопедия — ЗАДАНИЕ № 4
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

ЗАДАНИЕ № 4






Электрическая установка, имеющая мощность P, питается от электрической сети напряжением U. Питающая линия выполнена проводами, имеющими предельно допускаемую температуру нагрева θпред, и коэффициент теплоотдачи σ;.

Рассчитать допустимую по условиям нагрева плотность тока и допустимый ток, сравнить его с рабочим током и определить надежность и экономичность работы установки с данными проводами.

Числовые значения параметров установки, материалы проводов и их изоляции приведены в табл. 3.

Таблица 3. Числовые значения параметров

Параметры Варианты и числовые исходные данные
                   
Предпоследняя цифра шифра (номера варианта)
Материал провода М М А А М А А М М А
Материал изоляции ПЭ ПХ ПХ ОПЭ ОПЭ ПЭ ПХ ПХ ОПЭ ПХ
Сечение провода S, мм2 0,75 0,5 2,5     2,5   0,75   2,5
Предельно допустимая температура θпред, ˚C                    
Последняя цифра шифра (номера варианта)
Мощность установки P, Вт                    
Напряжение сети U, В                    
Коэффициент теплоотдачи σ;·105, Вт/мм2·˚C   3,1 3,2 3,08 3,1 3,2   3,08 3,1 3,2
Примечание: М – медный провод, А – алюминиевый, ПХ – поливинилхлорид, ПЭ - полиэтилен, ОПЭ – облученный полиэтилен

 

Пояснения к решению.

Согласно ПУЭ проводники любого назначения должны удовлетворять требованиям в отношении предельно допустимого нагрева. Количество теплоты, выделяемое ежесекундно в проводе сопротивлением R в проходящем токе I определяется выражением

 

, (26)

где W – количество теплоты, Дж; t – время, с.

 

Часть этого тепла идет на повышение температуры провода, а другая часть рассеивается в окружающей среде.

В установившемся тепловом режиме количество рассеиваемого ежесекундно тепла станет равным количеству тепла, выделяемого током. Уравнение теплового баланса имеет следующий вид

 

, (27)

где σ; – коэффициент теплоотдачи, Вт/мм2·˚C; Sп – поверхность охлаждения провода, мм2; θуст – установившаяся разность температур провода и окружающей среды: .

 

Плотность тока определяется из выражения

 

, (28)

где δ; – плотность тока, А/мм2; - сечение провода, мм2.

 

Сопротивление провода

 

, (29)

где l – длина провода, м; γ; – удельная проводимость токоведущей жилы провода (обратная величине удельного сопротивления), Ом-1м-1; R – сопротивление провода, Ом.

 

Принимаем в первом приближении, что поверхность охлаждения равна боковой поверхности цилиндрического провода, т.е.

 

. (30)

 

Уравнение теплового баланса будет иметь вид

 

(31)

или

. (32)

 

Соответственно получим, что плотность тока определяется из выражения:

 

, (33)

где γ; – удельная проводимость, 1/(мкОм∙м); d – диаметр провода, мм.

 

Допустимая плотность тока Iдоп получается, если в это выражение подставить значение γ = γθ, т.е. удельную проводимость проводника при изменении температуры до θпред.

При нагреве сопротивление проводника возрастает. Температурный коэффициент сопротивления

 

, (34)

где R1 – сопротивление проводника при температуре θ1 = 20 ˚C, т.е. температуре, для которой приводятся в справочниках удельные сопротивления (проводимости) материалов; R2 – сопротивление проводника, соответствующее температуре ,

 

. (35)

 

При нагреве провода до θ2 его удельное сопротивление возрастает до значения

 

, (36)

и, следовательно,

. (37)

 

Параметры ρ, γ и α; задаются в справочниках для каждого материала проводника. Получив для предельной температуры , определяем длительно допустимый ток:

 

, (38)

где S – площадь сечения провода, мм2.

 

Рабочий ток определяется по формуле:

 

. (39)

 

После полученных результатов необходимо сделать вывод о работе установки.

 

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1) Примеры газообразных диэлектриков и их особенности.

2) Примеры жидких диэлектриков и их особенности.

3) Примеры твердых диэлектриков и их особенности.

4) Что представляет собой поляризация диэлектриков и какие существуют основные типы поляризации?

5) В чем состоит механизм электропроводности материалов и какие ее основные виды?

6) Чем можно выразить диэлектрические потери в изоляционных материалах?

7) Что собой представляет электрический пробой диэлектриков? Какие виды пробоя Вам известны?

8) Назовите основные виды диэлектриков, используемых в электрических аппаратах, трансформаторах, машинах.

9) В чем состоит механизм электропроводности проводников I рода – металлов и сплавов?

10) Назовите основные виды проводниковых материалов и сплавов, применяемых в электроэнергетике.

11) Как можно объяснить явление сверхпроводимости и каковы основные параметры сверхпроводников?

12) Что собой представляют криогенные линии электропередачи, где могут быть применены сверхпроводники в электроэнергетике?

13) Что представляет собой контактная разность потенциалов (КРП) в проводниках и полупроводниках? Какое значение она имеет?

14) Чем обусловливаются термочувствительность и фоточувствительность полупроводников и где используются эти явления?

15) Каковы основные особенности ферромагнитных материалов?

16) Виды потерь в магнитных материалах, чем они вызваны?

17) Какие явления происходят в месте контактирования двух металлов в разъемных контактах?

18) Чем вызывается старение изоляции в электрических устройствах?

19) Что представляют собой ферриты и магнитодиэлектрики?

20) Как определить энергию в зазоре постоянных магнитов?

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Богородицкий, Н.П. Электротехнические материалы [Текст] / Н.П. Богородицкий, В.В. Пасынков, Б.М. Тареев. – Л.: Энергоатомиздат, 1985. – 352 с.

2 Корицкий, Ю.В. Электротехнические материалы [Текст] / Ю.В. Корицкий. – М.: Энергия, 1976. – 258 с.

3 Алиев, И.И. Электротехнические материалы и изделия [Текст]: справочник / И.И. Алиев. – 2-е изд., испр. – М.: РадиоСофт, 2007. – 352 с.

 







Дата добавления: 2015-04-16; просмотров: 794. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Теория усилителей. Схема Основная масса современных аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств выполняется на специализированных микросхемах...

ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКОЙ ПОМОЩИ НАСЕЛЕНИЮ В УСЛОВИЯХ ОМС 001. Основными путями развития поликлинической помощи взрослому населению в новых экономических условиях являются все...

МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ МОРФЕМНОГО СОСТАВА СЛОВА В НАЧАЛЬНЫХ КЛАССАХ В практике речевого общения широко известен следующий факт: как взрослые...

СИНТАКСИЧЕСКАЯ РАБОТА В СИСТЕМЕ РАЗВИТИЯ РЕЧИ УЧАЩИХСЯ В языке различаются уровни — уровень слова (лексический), уровень словосочетания и предложения (синтаксический) и уровень Словосочетание в этом смысле может рассматриваться как переходное звено от лексического уровня к синтаксическому...

Метод Фольгарда (роданометрия или тиоцианатометрия) Метод Фольгарда основан на применении в качестве осадителя титрованного раствора, содержащего роданид-ионы SCN...

Потенциометрия. Потенциометрическое определение рН растворов Потенциометрия - это электрохимический метод иссле­дования и анализа веществ, основанный на зависимости равновесного электродного потенциала Е от активности (концентрации) определяемого вещества в исследуемом рас­творе...

Гальванического элемента При контакте двух любых фаз на границе их раздела возникает двойной электрический слой (ДЭС), состоящий из равных по величине, но противоположных по знаку электрических зарядов...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.008 сек.) русская версия | украинская версия