Определение электрической энергии, потребляемой ячейкой с помощью

Осциллографа АСК-2022

     На рис. 108 и 109 представлены осциллограммы импульсов напряжения, а на рис. 110 – осциллограмма одного импульса напряжения в микросекундном диапазоне. На рис. 111, 112 и 113 представлены осциллограммы тока.

Рис. 108. Напряжение	Рис. 109. Напряжение
Рис. 110. Импульс напряжения в мкс диапазоне	Рис. 111. Ток

Рис. 112. Ток

Рис. 113. Ток

Масштаб импульсов равен /10. Средняя амплитуда напряжения (рис. 108, 109 и 110):

 = (29+31+8+33+32+40+40)x10/7 = 304,3В. Величина тока определялась как падение напряжения на резисторе с сопротивлением 0,1 Ом. С учётом этого средняя амплитуда тока (рис. 111, 112 и 113) равна  = (1,7+0,8+1,7+2,1+3,2+0,7+2,1+1,3+2,4+1,4+1,4)0,2x10/ (11x0,1) = 34,18А. Период следования импульсов Т = 7,25ms.

       Длительность импульсов определялась по осциллограмме в микросекундном диапазоне (рис. 110). При этом форма импульса приводилась к треугольной форме так, чтобы площадь треугольника примерно равнялась площади, описываемой сложной формой кривой импульса. В этом случае длительность импульса равна примерно  =0,14мс. Частота импульсов f = 1000/7,25 = 137,9Гц. Скважность импульсов S =7,25/0,14=51,78 .  

     Принимая треугольную (0,5) форму импульса, получим значение коэффициента заполнения Z=0,5/51,78=0,01. Среднее значение напряжения импульсов  = 304,3 х 0,01 = 3,04 В. Среднее значение тока в импульсах = 0,01 х 34,18 = 0,34А.

       Средние значения напряжения и тока можно определить, как величины напряжения и тока, соответствующие одной секунде. Тогда, учитывая треугольную форму импульсов ( =0,5), длительность одного импульса (0,00014 с) и частоту импульсов (137,9), имеем

 =304,3х0,5х0,00014х137,9=2,94В, = 34,0х0,5х0,00014х137,9 = 0,33А. Обратим внимание на то, что величины среднего напряжения и тока, определенные с помощью осциллографа АСК-2022, меньше, чем с помощью вольтметра и амперметра.

       Результаты эксперимента, полученные с помощью вольтметра, амперметра, и осциллографа АСК-2022, представлены в табл. 26.

Таблица 26.

Показатели	1	2	3
1-масса раствора, прошедшего через ячейку , кг.	0,798	0,376	0,257
2-температура раствора на входе в ячейку , град.	20	20	20
3-температура раствора на выходе из ячейки , град.	30	41	50
4-разность температур раствора , град.	10	21	30
5-длительность эксперимента , с	300	300	300
6-показания вольтметра , В	6,0	6,0	6,0
6’- показания осциллографа АСК-2022 , В	2,94	2,94	2,94
7-показания амперметра , А	0,47	0,47	0,47
7’- показания осциллографа АСК-2022 , А	0,33	0,33	0,33
8-расход электроэнергии по показаниям вольтметра и амперметра , кДж	0,85	0,85	0,85
8’-расход электроэнергии по показаниям осциллографа АСК-2022 , кДж	0,29	0,29	0,29
9-энергия нагретого раствора, , кДж	31,84	31,50	30,76
10-показатель эффективности ячейки по показаниям  вольтметра и амперметра	37,46	37,06	36,19
10-показатель эффективности ячейки по показаниям  осциллографа АСК-2022	109,8	108,6	106,1

       Нетрудно видеть (рис. 104, 105 и 106), что форму импульсов напряжения, тока и мощности можно привести к прямоугольной форме. При этом длительность импульсов будет равна 0,00007с, период следования импульсов – 0,00725с, частота импульсов 1000/7,25=137,9, амплитуда импульса напряжения – 300В, амплитуда импульса тока -50А и амплитуда импульса мощности – 15кВт.

        Тогда скважность импульсов будет равна S=0,00725/0,00007=103,6. Если форму импульсов считать прямоугольной, то коэффициент заполнения будет равен Z=1/103,6=0,01. С учетом этого величина среднего напряжения будет такой 300х0,01=3В, а величина среднего тока – 50х0,01=0,5А.

      Обратим внимание на то, что средние величины напряжения и тока, определенные с помощью вольтметра и амперметра, а также с помощью обоих осциллографов, имеют близкие значения.        Результаты эксперимента, полученные с помощью вольтметра, амперметра и осциллографов АСК-2022 и PCS500А, представлены в табл. 27.

Таблица 27.

Показатели	1	2	3
1-масса раствора, прошедшего через ячейку , кг.	0,798	0,376	0,257
2-температура раствора на входе в ячейку , град.	20	20	20
3-температура раствора на выходе из ячейки , град.	30	41	50
4-разность температур раствора , град.	10	21	30
5-длительность эксперимента , с	300	300	300
6-показания вольтметра , В	6,0	6,0	6,0
6’- показания осциллографа АСК-2022 , В	2,94	2,94	2,94
6’’- показания осциллографа PCS500А , В	3,00	3,00	3,00
7-показания амперметра , А	0,47	0,47	0,47
7’- показания осциллографа АСК-2022 , А	0,33	0,33	0,33
7’’-показания осциллографа PCS500А , А	0,50	0,50	0,50
8-расход электроэнергии по показаниям вольтметра и амперметра , кДж	0,85	0,85	0,85
8’-расход электроэнергии по показаниям осциллографа АСК-2022 , кДж	0,29	0,29	0,29
8’’- расход электроэнергии по показаниям осциллографа PCS500А при учете скважности импульсов , кДж	0,45	0,45	0,45
9-энергия нагретого раствора, , кДж	31,84	31,50	30,76
10-показатель эффективности ячейки по показаниям вольтметра и амперметра	37,46	37,06	36,19
10’-показатель эффективности ячейки по показаниям осциллографа АСК-2022	109,8	108,6	106,1
10’’-показатель эффективности ячейки по показаниям осциллографа PCS500А с учетом скважности импульсов	70,75	70,00	68,36

Примечание:        Представители от ООО СИТИС считают, что мощность, используемую в этом эксперименте, надо рассчитывать по формуле (32), ошибочность которой нами уже доказана.