61

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра электроснабжения и

применения электрической

энергии в сельском хозяйстве

СД. 04 СВЕТОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЯ

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

Специальность 110302 Электрификация и автоматизация сельского хозяйства

Уфа 2008

УДК 621.32:631.371 (076.5)

ББК 40.7

Рекомендовано к изданию методической комиссией энергетического

факультета (протокол №__от ______________2008 г.)

Составители: д.т.н., профессор Андрианова Л.П., ассистент Зинченко И.В.

Рецензент: д.т.н., профессор Сапельников В.М.

Ответственный за выпуск: зав. кафедрой ЭПЭЭСХ д.т.н.,

проф. Л.П. Андрианова

Оглавление

Введение……………………………………..……………………….………..4

1 Лабораторная работа №1. Исследование электрических и

световых характеристик ламп накаливания…………………….………...…..5

2 Лабораторная работа №2 Исследование эксплуатационных и вольтампер-

ных характеристик РЛНД ……………….………………………...….…….…11

3 Лабораторная работа №3 Исследование условий пуска и

работы РЛНД с различными балластными устройствами……..…..……….16

4 Лабораторная работа №4 Исследование работы РЛВД и ее спектральных

характеристик при пуске и в установившемся режиме……………...……...20

5 Лабораторная работа № 5 Исследование электродного нагрева…..……….23

6 Лабораторная работа № 6 Исследование элементного

нагрева и электрокалориферной устаноки…………………………...….…...29

7 Лабораторная работа № 7 Исследование источника питания для электроду-

гового нагрева………….………………………………………….……….…..34

8 Лабораторная работа № 8 Испытание электроизгороди………………....…39

9 Лабораторная работа № 9 Исследование индукционного нагрева..……..…45

10 Лабораторная работа № 10 Исследование электрокоронного

сепаратора……………………………………………………………………..49

Библиографический список………………………………………………….56

Введение

Лабораторный практикум по дисциплине «Светотехника и электротехнология» предназначен для студентов очной и заочной форм обучения и призван способствовать освоению рабочей программы по указанной дисциплине.

Структура лабораторного практикума включает 10 разделов, каждый из которых отражает содержание соответствующей лабораторной работы.

Тематика лабораторных работ полностью соответствует содержанию рабочей программы дисциплины СД.04 «Светотехника и электротехнология» для специальности 110302 Электрификация и автоматизация сельского хозяйства.

Содержание лабораторного практикума направлено на углубленное изучение студентами наиболее важных модулей теоретического курса и включает: цель работы, общие сведения, описание лабораторной установки, порядок выполнения работы, вопросы для самоконтроля, а также библиографический список.

Перед началом цикла лабораторных работ студенты проходят первичный инструктаж по технике безопасности согласно требованиям /3/. Перед началом каждой лабораторной работы студенты проходят текущий инструктаж по технике безопасности непосредственно на рабочем месте.

1 Лабораторная работа №1

Исследование электрических и световых

характеристик ламп накаливания

Цель работы. Изучение устройства ламп накаливания видимого и инфракрасного диапазонов, исследование электрических и оптических характеристик ламп накали­вания видимого и инфракрасного диапазонов.

1.1 Общие сведения

Для целей освещения находят широкое распространение электрические лампы накаливания (ЛН) общего назначения, что объясняется простотой их эксплуата­ции и отсутствием специальных устройств для включения их в электрическую сеть. Они могут быть вакуумными (тип В, от 15 до 25 Вт) и газонаполненными (типы Г, Б, БК, от 40 до 1500 Вт).

Вследствие нестабильности напряжения питающей сети в настоящее время выпуска­ются ЛН, допускающие колебание напряжения в диапазоне ±5В от расчетного. Диапазон напряжений указывается на лампе, например 125-135, 215-225 и т.д.

Средняя продолжительность горения ЛН общего назначения при расчетном напряжении должна быть не менее 1000 ч. Продолжительность горения каждой лампы должна быть не менее 700 ч.

Для местного освещения применяются специальные ЛН на пониженное напряжение сети.

Лампы накаливания очень чувствительны к изменению напряжения питающей сети.

Изменение основных параметров ЛН в про­центах от номинального значения при изменении напряжения сети на +1 % примерно следую­щее: ток +0,5, мощность ± 1,5, световой поток + 3,5, срок службы +13,0, световая отдача + 1,8%.

Широкое распрост­ранение получили галогенные ЛН — ГЛН, на стенках которых при определен­ных условиях образуются галогениды вольфра­ма. ГЛН по сравнению с ЛН имеют вдвое больший срок службы при несколько повышенной световой отдаче. ГЛН имеют линейные или компактные тела накала.

ЛН всех групп и типов должны удовлет­ворять ГОСТ 19190-84. При эксплуатации ЛН необходимо: использовать ЛН только при соответствии напряжения, указанного на лампе, напряжению сети; не превышать мощность ЛН по сравнению с максимально допустимой мощностью, указанной в паспорте светильника; соблюдать рекомендованное рабочее положе­ние ЛН в пространстве; обращаться с ЛН как с хрупкими электро- и пожароопасными изде­лиями.

ЛН в дальнейшем будут совершенство­ваться, так как существует значитель­ный разрыв между теоретически возможной световой отдачей вольфрама (50 лм/Вт) и фак­тической (25 лм/Вт).

Для определения электрических и световых характеристик ламп накаливания рекомендуется использовать следующие основные расчетные соотношения /3/.

Сопротивление лампы при работе, Ом

, (1.1)

Световой поток (приближенно), лм

, (1.2)

где l- расстояние от тела накала до фотоэлемента, м;

Е - освещенность, замеренная люксметром, лк.

Световой поток (приближенно) для инфракрасного спектра света с учетом снижения чувствительности фотоэлемента люксметра К_ИК=0.78…0.81, лм

, (1.3)

Световую отдачу, лм/Вт

, (1.4)

Температуру тела накала, К

, (1.5)

где R₀ – сопротивление нити при 20°С, измеряется омметром;

_t - температурный коэффициент сопротивления (для вольфрама _t =0,0052 град ^-1).

Сопротивление нити накала при температуре окружающей среды, т.е. до включения лампы в сеть, необходимо измерить любым прибором с погрешно­стью не более 5 % . Результаты расчетов занести в таблицу 1.2.

Световой КПД лампы при номинальном напряжении находят по формуле

, (1.6)

где η_е- коэффициент преобразования мощности лампы в лучистый поток т.е. лучистый КПД, для лампы накаливания общего назначения при U=U_Н η_е = 0,9.

Плотность излучения источников, Вт/м², находят по формуле закона Стефана-Больцмана для реальных тел

, (1.7)

где - интегральный коэффициент излучения;

- постоянная Больцмана, .

Значения интегрального коэффициента излучения вольфрама взять из таблицы 1.1 /5/.

Таблица 1.1 Значения интегральных коэффициентов излучения

Парамет­ры	Значение параметров
Т, К	1000	1200	1400	1600	1800	2000
	0.1	0.14	0.176	0.21	0.24	0.264
Т, К	2200	2400	2600	2800	3000	3200
	0.285	0.304	0.320	0.334	0.347	0.356

По плотности излучения и площади излучающей поверхности тела накала вычисляют лучистый поток источника, Вт

, (1.8)

где - площадь поверхности тела накала.

Для исследуемых источников эффективные площади тела накала имеют следующие значения: для лампы типа Г220-225-200 =1,06 см², ИКЗК220-225-250 =1,75 см², ИКЗК 220-230–300 =3,45 см², КГТ 220-1000 =9,5 см².

При любом напряжении на лампе коэффициент преобразования мощно­сти лампы в лучистый поток определяют из выражения

, (1.9)

При любом напряжении питания по измеренной мощности лампы и рассчитан­ной температуре тела накала, найдя из таблицы 1.1 значение , можно рассчи­тать лучистый , а затем световой КПД.

Длину волны, соответствующую максимальной кривой спектральной интенсивности потока излучения, можно определить по уравнению Вина

λ_мах=2896/Т, (1.10)

Срок службы лампы в зависимости от напряжения в диапазоне (0,9…1,2) U_H можно рассчитать по формуле:

, (1.11)

где t_сл - срок службы лампы при Uн.

КПД [%] излучения источников для любого потока представляет собой отношение соответствующего потока к лучистому потоку.

Эффективные отдачи источников по световому [лм/Вт] и ИК [Вт/Вт] по­токам вычисляют как отношение соответствующего потока и электрической мощности источника:

η= F_E/P_EL, η= F_ИК/P_EL, (1.12)