SURSE DE ENERGIE ELECTRICa. ELEMENTE
DE CIRCUIT sI APARATE DE MaSURa

Lucrarea are ca scop cunoasterea surselor de energie electrica, a principalelor elemente de circuit si a aparatelor de masura necesare realizarii montajelor în cadrul laboratorului.

Consideratii generale

Laboratorul de electrotehnica si masini electrice este alimentat din reteaua de joasa tensiune a municipiului prin intermediul unui tablou electric de didstributie, de la care, prin cabluri, se alimenteaza mesele de lucru si soclurile masinilor electrice. Bornele R, S, T, O se folosesc pentru alimentarea trifazata 380/220V, iar bornele F, O (respectiv R,O; S,O; T,O) se folosesc pentru alimentarea monofaza 636e44g ta a montajelor (220V), constituind sursele de curent alternativ ale laboratorului (f = 50 Hz). Fiecare sursa este prevazuta cu becuri de semnalizare a prezentei tensiunii si cu întrerupatoare individuale.

Pentru alimentarea în curent continuu se folosesc redresoare mono sau trifazate, uneori si generatoare de curent continuu, cu posibilitati de modificare a tensiunii. Pe mesele de lucru si la soclurile masinilor electrice exista borne la care poate fi conectata sursa de curent continuu. Modificarea tensiunii alternative se realizeaza cu ajutorul unor autotransformatoare mono sau trifazate (fig.1), tensiunea reglabila fiind functie de pozitia cursorului C.

Principalele elemente de circuit folosite pentru realizarea montajelor sunt: rezistoarele bobinele si condensatoarele. Rezistoarele sunt caracterizate prin rezistenta electrica R si prin valoarea curentului nominal, I_N (determinat de temperatura de regim admisibila), ambele scrise pe placuta lor.

În montaje se vor utiliza rezistoare fixe sau reglabile (reostate), cu una sau doua coloane (fig. 2a si b). Reostatele se folosesc pentru a modifica valoarea curentului (reostatul se conecteaza în serie - fig 2c), sau pentru a modifica tensiunea (se conecteaza în montaj potentiometric - fig. 2d).

Bobinele (fig. 2e) sunt caracterizate prin inductivitatea lor, L, iar pe placuta lor se noteaza si numarul de spire N cu valoarea admisibila a curentului. Se folosesc bobine fixe sau reglabile pentru realizarea unor receptori cu caracter inductiv (în bobina ideala curentul este defazat cu 90˚ în urma tensiunii). Condensatoarele (fig. 2f) sunt caracterizate prin capacitatea electrica, C si prin tensiunea nominala, înscrisa pe ele. În laborator se vor folosi cutii cu condensatoare, având capacitati de ordinul μF, cu posibilitatea modificarii capacitatii prin conectarea în serie sau paralele a mai multor condensatoare. Se vor folosi condensatoarea pentru realizarea unor receptori cu caracter capacitiv (curentul este defazat cu 90˚ înaintea tensiunii) si pentru îmbunatatirea factorului de putere.

Pentru masurarea diferitelor marimi electrice se vor folosi urmatoarele categorii de aparate de masura: aparate analogice, care furnizeaza valoarea marimii masurate sub forma unei marimi continuu variabile (de obicei deplasarea acului indicator în fata scarii gradate) si aparate digitale (numerice), care furnizeaza valoarea marimii masurate sub forma unui numar.

Pentru efectuarea unor masuratori precise este necesar sa se respecte urmatoarele:

Fig.3

Aparatele sa fie asezate în pozitia indicata pe cadran (fig. 3);

Înaintea începerii masuratorilor sa se verifice pozitia acului indicator (la zero);

Pentru a se evita eroarea de paralaxa, citirea aparatului sa se faca sin fata, astfel încât acul indicator sa se suprapuna peste imaginea lui din oglinda

Sa se aleaga aparate cât mai bune din punct de vedere al clasei de precizie; cu cât cifra care reprezinta clasa de precizie este mai mica, cu atât eroare de masurare este mai mica (clasele de precizie utilizate în mod frecvent la aparatele de masurat marimi electrice sunt: 0.001; 0.002; 0.005; 0.01; 0.02; 0.05; 0.1; 0.2; 0.5; 1; 1.5; 2.5; 5);

în cazul aparatelor de curent continuu sa se respecte polaritatea bornelor.

Principalele tipuri de aparate utilizate în laborator si domeniile lor de utilizare sunt date în tabelul 1. Daca α reprezinta numarul de diviziuni cu care a deviat acul indicator al aparatului si C este constanta aparatului (determinata ca raportul dintre domeniul de masura D si numarul maxim de diviziuni α_max, atunci marimea de masurat se calculeaza

TABELUL 1

În vederea prezentarii rezultatelor în mod unitar si sintetic, acestea se vor nota tabelar (tabelul 2).

Indicatii metodice si determinari experimentale

a.            Se studiaza câteva tipuri de aparate: se interpreteaza simbolurile de pe scala aparatului, se calculeaza constantele.

b.           Se dimensioneaza montajul din fig. 4: cunoscând rezistenta unui receptor R si tensiunea de alimentare U, se calculeaza si se alege R_h, astfel ca prin receptor curentul sa poata fi modificat între o valoare minima I_min si curentul nominal I_n al becului cu incandescenta. (aici R).

c.            Pentru a determina caracteristica voltamperica a becului cu incandescenta, se realizeaza montajul din fig.4, alimentat în curent alternativ prin intermediul unui autotransformator AT. Se modifica tensiunea cu ajutorul AT, de la 0 la U_n. Valorile tensiunii U si ale curentului I se noteaza în tabelul 2.

d.           Se înlocuieste AT cu un reostat în montaj potentiometric si se repeta masuratorile.

TABELUL 2

e.            Se traseaza grafic caracteristica voltamperica a becului cu incandescenta.