發(fā)熱實驗改正版

1、實驗一 電器發(fā)熱實驗一、 實驗?zāi)康?、 了解電器元件的發(fā)熱過程;2、 掌握電器元件的測溫方法及實驗內(nèi)容。3、 測試電器元件的發(fā)熱過程及其穩(wěn)態(tài)溫升；4 、 分析實驗數(shù)據(jù)，估算出電器導(dǎo)體的發(fā)熱時間常數(shù)和綜合散熱系數(shù)。二、 實驗原理及內(nèi)容實驗：1、 實驗原理電器的發(fā)熱及冷卻過程是按指數(shù)規(guī)律變化的。測溫方法有很多種，一般采用電阻法和熱電偶法。1） 電阻法測溫原理國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，線圈溫升用電阻法測量。采用電阻法測量溫升測得的是平均溫升，故只能間接反映線圈內(nèi)部的發(fā)熱情況。用電阻法來測量線圈平均溫升是利用金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的現(xiàn)象，通常(1-1)式中，R0為導(dǎo)體0時的電阻；R為導(dǎo)體溫度為時的電阻；為導(dǎo)體的

2、溫度；為導(dǎo)體材料的電阻溫度系數(shù)。 對于紫銅=1/234.5，對于鋁=1/245。設(shè)在周圍介質(zhì)溫度01時，測得線圈的冷態(tài)電阻為R1，由式(1-1)得(1-2)線圈通電發(fā)熱導(dǎo)體溫度為2時，測得線圈的熱態(tài)電阻為R2，同樣由式(1-1)得(1-3)將式(1-3)減去(1-2)，再除以(1-2)，得(1-4)整理后(1-5)如果測熱電阻時周圍介質(zhì)溫度改變?yōu)?2，線圈溫升用下式計算：(1-6)測得線圈冷電阻R1和熱電阻R2，以及相應(yīng)的周圍介質(zhì)溫度01和02，就可按上式算出線圈的發(fā)熱溫升，由于測得的電阻值是線圈總電阻值，所以它表示線圈的平均溫升。線圈電阻常用電橋來測量，一般電阻大于1W時用單臂電橋，小于1W

3、時用雙臂電橋。2） 熱電偶法測溫原理(1) 熱電偶的工作原理如圖1-1所示為熱電偶的原理圖，A、B為兩種不同的導(dǎo)體。當(dāng)它們的兩端連接起來，且兩連接端熱端和冷端具有不同的溫度和0時，由于金屬分子內(nèi)存在自由電子，這一回路會產(chǎn)生電勢，這一電勢被稱為熱電勢。圖1-1熱電偶的工作原理熱電勢大小為(1-7)式中，EAB()和EBA(0)是熱端和冷端產(chǎn)生的電勢，是溫度和0的函數(shù)，下標(biāo)AB表示導(dǎo)體間熱電勢是由導(dǎo)體A指向?qū)wB的，如果AB順序更換，則電勢符號也改變，故(1-8)如果保持冷端0不變，則EBA(0)為一常數(shù)c。代入式(1-8)，得(1-9)式(1-9)是熱電偶測定溫度的基礎(chǔ)，利用式（1-9)可以把溫

4、度的測量變?yōu)闊犭妱莸臏y量。三、實驗內(nèi)容(1) 用電阻法測出被測線圈的冷態(tài)電阻，以及穩(wěn)定后的熱態(tài)電阻，然后通過公式(1-6)計算出線圈的平均溫升（2）用點溫計測出觸頭的溫升及時間的關(guān)系曲線即發(fā)熱特性曲線，并用作圖法求出觸頭發(fā)熱時間常數(shù)。四、實驗線路及儀器設(shè)備(1) 實驗線路下圖所示為電器發(fā)熱實驗線路原理圖。I圖1-2電阻法測線圈溫升的實驗線路圖1-3用點溫計測觸頭溫升實驗線路(2) 實驗設(shè)備及儀器實驗設(shè)備及儀器如表1-1所示。序號符號設(shè)備名稱型號、規(guī)格1RXGK-I高低壓開關(guān)通電試驗臺RXGKI2Tes雙輸入數(shù)字溫度計Tes-13143DQ單臂電橋QJ23A型4KM交流線圈CJ125RXDF-1

5、000大電流發(fā)生器RXDF-10006SM閘刀開關(guān)表1-1 電器發(fā)熱試驗用的儀器設(shè)備五.使用實驗儀器的注意事項直流單臂電橋注意事項1在進(jìn)行任何阻值測量時，不應(yīng)讓“×1000”測量盤示值為0，使測量盤有足夠讀數(shù)位數(shù)，以確保測量精度。2指零儀使用注意事項：a.調(diào)零：JZ8-23A型指零儀采用盤絲式電流表表芯作指示器，機(jī)械調(diào)零范圍不小于±5格；b.指零儀指針偏轉(zhuǎn)方向：電橋設(shè)計時規(guī)定，指零儀指針偏轉(zhuǎn)方向與測量盤旋轉(zhuǎn)方向（順時針或逆時針）保持一致；3測量過程中“B”“G”按鈕盡量間斷使用，以延長干電池壽命。4對電機(jī)、變壓器等帶電感的電阻進(jìn)行測量時，必須先按“B”后按“G”，測量完畢應(yīng)

6、先放“G”后放“B”。5電橋只能對無源（不帶電）的電阻器進(jìn)行測量時；嚴(yán)禁市電或其他電源從電橋輸入端引入，以防燒壞電橋。6干電池容量判別：a.指零儀電池：指零儀正常工作電壓（不是空載電壓）應(yīng)不得低于5V。當(dāng)點按“G”按鈕即指零儀只接通電源而無信號輸入時，指零儀指針?biāo)查g抖動并立即回零，表示正常；若發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度較大而且不回零，則說明9V電池已用完，應(yīng)更換6F22型疊成電池。b.橋路電池：若電橋靈敏度明顯下降，則應(yīng)更換3節(jié)1.5V 1號干電池。7電橋使用完畢，必須將兩轉(zhuǎn)換開關(guān)分別扳至“B外”、“G外”使電源全部切斷，并將“B”和“G”按鈕復(fù)位。電橋若長期不用，則應(yīng)將所有干電池取出。 8電橋保存條件

7、：溫度540ºC,相對濕度80；空氣中不含有腐蝕性物質(zhì)；無陽光直射；嚴(yán)禁劇烈振動。大電流發(fā)生器注意事項1、本設(shè)備是為短時間的工作而設(shè)計的，所以不允許長時間在額定容量下工作，特別不允許超過額定電流運行，以防過熱，其時間如下：負(fù)載情況（占額定%） 最大持續(xù)運行時間（分鐘） 100 5 85 10 50 120 2、新安裝和長時間不用的變壓器，運行前用1500兆歐表測量線圈之間和線圈對地的絕緣電阻，其電阻值不低于0.5兆歐時，方可使用。3、使用中，升流變壓器和操作臺必須可靠接地，以保證安全。4、使用時應(yīng)緩慢均勻升流，搬運時應(yīng)避免過大的震動。5、調(diào)壓器與電刷接觸表面應(yīng)保持清潔，視情況用90%

8、酒精蘸棉紗擦拭干凈。6、本設(shè)備應(yīng)置于清潔、通風(fēng)、干燥的室內(nèi)保存。六、實驗步驟1. 給高低壓通電試驗柜接三相四線電源，用導(dǎo)線接通柜面板上的AC 0250V交流控制的兩個接點，按下柜面板控制端的交流電壓AC 0250V上的合閘按鈕，調(diào)節(jié)調(diào)壓盤，使柜后方的AC 0250V接點的輸出電壓為交流220V（用萬用表測量），按下控制端的分閘按鈕2. 按實驗線路圖接線，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后方可通電3. 先將閘刀開關(guān)SM投向DQ（A,a），用電橋測量出線圈的冷態(tài)電阻，并記錄此時冷態(tài)電阻R1和冷態(tài)電阻周圍介質(zhì)溫度14. 用捏子蘸取少在觸頭接觸處量機(jī)油，均勻抹5. 再將開關(guān)SM投向電源端（C,c），使用高低壓開關(guān)通電試

9、驗臺的輸出電壓（AC 0250V接點），按下柜面板控制端的AC 0250V檔位上的合閘按鈕，此時該檔位接入電路6. 調(diào)節(jié)RDXF-1000A大電流發(fā)生器的調(diào)壓盤，使輸出電流為40安培（保持其大小不變），給CJ-12接觸器供電使它發(fā)熱7. 用點溫計測出不同時刻的溫度值填入下表，若60分鐘之前已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)（大電流發(fā)生器的輸出電流值不再變化，線圈的電阻不再發(fā)生變化），可以結(jié)束測量8. 待發(fā)熱基本穩(wěn)定時，將SM投向DQ（A,a），迅速測量出線圈的熱態(tài)電阻R2及熱態(tài)時周圍介質(zhì)溫度2（此時電源已經(jīng)斷開，線圈的電阻隨溫度下降而下降，所以必須快速測出表1-2 實驗數(shù)據(jù)表序號時間溫升值 /序號時間溫升值 /10秒1025分21分1130分32分1240分43分1345分55分