TRANSPORTUL DE ENERGIE ELECTRICA

IN CURENT CONTINUU

Scopul lucrării:

Studierea regimurilor liniei de curent continuu şi construirea caracteristicilor mărimilor circuitului

la variaţia rezistenţei sarcinii de la 0 pînă la ∞.

Noţiuni generale:

Pentru transportarea energiei electrice de curent continuu de la generator la consumator se

utilizează linii electrice cu două conductoare. Deoarece linia electrică are întotdeauna o rezistenţă,

în ea au loc pierderi de tensiune ∆U,şi pierderi de putere ∆P,şi energie ∆W.

Pentru schema din lucrarea dată se pot scrie următoarele relaţii:

1. Pierderile de tensiune în linia electrică:

∆U=U1- U2=I*R (1.1)

unde:

U1- tensiunea la intrarea liniei, [V];

U2- tensiunea la ieşirea liniei sau la bornele sarcinii, [V];

R= ρ * - rezistenţa firelor, [Ω];

unde:

ρ - rezistivitatea specifică a materialului, [(Ω*mm2)/m];

l - lungimea liniei, [m];

S - aria secţiunii transversale a conductorului, [mm2];

2. Din (1.1) obţinem relaţia dintre tensiunile U1 şi U2:

U1 = U2 + ∆U = U2+ I*R (1.2)

3. Puterea furnizată sarcinii de către sursa de energie electrică, [W]:

P1 = U1*I = P2 + ∆P, (1.3)

unde:

P2 =I2Rs = /Rs - puterea utilă consumată de sarcină, [W];

∆P = I2*R1 - pierderile de putere în linie, [W].

4. Randamentul liniei la transportarea puterii electrice de la sursă la sarcină se calculează după

formula:

η = *100% = *100% = (1- )*100% ,

sau

η = = *100% . (1.4)

În liniile electrice sunt posibile următoarele regimuri de funcţionare:

a) regim de funcţionare normală sau regim de lucru;

(0<Rs<∞)

Conform legii lui Ohm obţinem:

I= ,

unde:

Rs - rezistenţa sarcinii, [Ω];

R - rezistenţa liniei electrice, [Ω];

U1 şi R sunt mărimi constante, deci curentul în circuit depinde de mărimea rezistenţei

sarcinii;

b) regim de funcţionare în gol (Rs = ∞), consumatorul este deconectat:

I=0; ∆U=0; ∆P=0; P1=P2=0; U1=U2;

c) regim de scurtcircuit (Rs = 0), consumatorul este scurtcircuitat:

U2 = 0; I = ; ∆U = U1 = I*R ;

∆P = I2R = P1 ; P2 = I2Rs = 0.

Din relaţia P2 = P1 - ∆P = U1*I – I2R, rezultă că puterea P2 = f(I2).

Mod de lucru:

1. montăm circuitul electric de mai jos în mediul de programare Multisim:

V130 V

R1

50Ω

R2

100ΩKey=A

50%

J1Клавиша = A

U1

DC 10MOhm

15.000 V+ -

U2

DC 1e-009Ohm

0.300 A+-

U3DC 10MOhm15.000 V

+

-

U4DC 10MOhm30.000 V

+

-

2. variind rezistenţa sarcinii Rs de la valoarea maximală pînă la zero, studiem

comportamentul liniei la diferite regimuri de funcţionare, de la funcţionarea în gol

(Rs=∞) pînă la regimul de scurtcircuit (Rs=0). Tensiunea U1=const, este recomandată

de profesor.

3. conform datelor experimentale de calculat:

P1 - puterea furnizată în circuit de sursă;

P2 - puterea primită de receptor (sarcină);

Rs - rezistenţa sarcinii;

R - rezistenţa liniei electrice;

∆U - pierderile de tensiune în linie;

∆P - pierderea de putere în linie;

η - randamentul liniei.

Introducem datele experimentale şi rezultatele calculelor în următorul tabel:

Nr.Măsurări Calcule

I1,A U1,V U2,V ∆U,V P1,W P2,W ∆P,W η,%

1 0,600 30 0,000 30,000 18,000 0,000 18,000 0,002 0,500 30 5,000 25,000 15,000 2,500 12,500 16,673 0,429 30 8,571 21,429 12,870 3,681 9,189 28,604 0,375 30 11,250 18,750 11,250 4,219 7,031 37,505 0,333 30 13,333 16,667 9,990 4,436 5,554 44,406 0,300 30 15,000 15,000 9,000 4,500 4,500 50,007 0,273 30 16,364 13,636 8,190 4,472 3,718 54,608 0,250 30 17,500 12,500 7,500 4,375 3,125 58,339 0,231 30 18,462 11,538 6,930 4,269 2,661 61,6010 0,214 30 19,286 10,714 6,420 4,122 2,298 64,2011 0,200 30 20,000 10,000 6,000 4,000 2,000 66,67

4. Construim graficele dependenţelor ∆U=f(I); U2=f(I); P1=f(I); ∆P=f(I); P2=f(I);

η=f(I):

a) Fig.1 Graficele dependenţelor ∆U=f(I); U2=f(I)

b) Fig.2 Graficele dependenţelor P1=f(I); P2=f(I); ∆P=f(I);

c) Fig.3 Graficul dependenţei η=f(I).

Concluzie:

În această lucrare am studiat modul de transport a energiei de curent continuu de la sursă la

consumator,comportamentul circuitului în diferite regimuri de lucru şi dependenţa diferitor

parametri ai circuitului de intensitatea curentului. Un important parametru ai circuitului este

randamentul acestuia. Din graficul η=f(I) observăm că randamentul liniei depinde liniar invers

proporţional de intensitatea curentului,deci cu cît mai mare este intensitatea curentului ân linie cu

atît randamentul acesteia scade. Însă, la rîndul lui curentul depinde de rezistenţa sarcinii invers

proporţional, deci pentru a mări randamentul circuitului e necesar, în cel mai simplu caz, de a mări

rezistenţa sarcinii.