Переконатися в можливості управління процесом перетворення електричної енергії за допомогою найпростіших регуляторів.
Переконатися в підтвердженні законів Ома, Кірхгофа і Джоуля-Ленца.
Всі електротехнічні пристрої, в яких протікає процес перетворення електричної енергії в будь-яку іншу (теплову, механічну, хімічну і т.д.) називаються приймачами електричної енергії. Але частіше термін «приймач електричної енергії», або просто «приймач», вживається в більш вузькому сенсі, а саме приймачем називаються тільки ті пристрої, які перетворюють електроенергію з корисною метою.
У виробничій практиці часто виникає необхідність управління процесом перетворення електроенергії в приймальнику. Наприклад, при роботі тролейбуса є необхідність пуску, регулювання швидкості, гальмування тягового двигуна, який є приймачем електроенергії. У зв'язку з цим в даний час застосовується велика кількість різних регуляторів. Всі вони мають ті чи інші переваги, але не позбавлені недоліків. Одним з основних недоліків регуляторів є споживання ними електричної енергії. Регулятор нагрівається і ККД установки (приймач-регулятор) в цілому зменшується.
Як відомо, ККД
де Р2 - потужність приймача, Вт;
# 916; Р - потужність втрат, яка в разі установки, що складається з приймача і регулятора, є в основному, потужністю регулятора, Вт;
Р1 = Р2 + # 916; Р - споживана потужність, Вт.
Тому чим менше енергії витрачається на нагрів регулятора, тим вище ККД установки.
Іншими показниками регулятора є: глибина регулювання, потужність регулювання, однозначність регулювання, плавність регулювання, зручність і т.д.
Глибину регулювання можна оцінювати у відсотках.
Глибина регулювання по напрузі
Глибина регулювання по струму
гдеU2 і I2 - напруга і струм приймача.
Про лінійності регулятора судять за співвідношенням
де: # 916; U2 і # 916; I2 - збільшення напруги і струму приймача;
Регулятор буде лінійним, якщо
при будь-яких значеннях # 916; Z. В іншому випадку регулятор нелінійний.
Впливом Zу різних регуляторів можуть бути: напруга, струм, брешемо, лінійне або кутове переміщення, або будь-якої іншої фактор.
В роботі досліджуються два способи регулювання напруги і струму (потужності):
а) зміною додатково регульованого опору, включеного послідовно з приймачем (рис.1.1);
б) зміною опору, включеного паралельно-послідовно щодо приймача (ріс.1.1б)
Спосіб а) спеціального назви не має, в даній роботі він для стислості умовно називається реостатним способом. Спосіб б) називають дільником напруги. Регулювання цими способами струму і напрузі здійснюється шляхом переміщення движка на реостате, використовуваного в якості регулятора. Роль впливу Z тут грає положення движка.
На рис.1.1. прийняті наступні позначення:
I - струм, що протікає в послідовному ланцюзі регулятор-навантаження при реостатному способі регулювання, А;
U1 - напруга мережі, В;
U2 - напруга на опорі R Н навантаження, В;
# 916; U - падіння напруги на реостате RP регуляторі при реостатному способі регулювання, В;
I1 - ток у вхідному ланцюзі регулятора при регулюванні за допомогою дільника напруги, А;
I2 - струм, що протікає по опору навантаження, А;
# 916; I - струм, що протікає тільки в ланцюзі регулятора, являє собою різницю між I1 і I2 A.
Рис.1.1. Схема включення регулятора.
а) реостатний спосіб
Рис.1.1. Схема включення регулятора:
б) спосіб подільника напруги.