Analogie polowe i obwodowe v3, POLITECHNIKA LUBELSKA w LUBLINIE


POLITECHNIKA LUBELSKA w LUBLINIE

LABORATORIUM PODSTAW ELEKTROTECHNIKI

Ćwicz. nr 4

TEMAT: ANALOGIE POLOWE I OBWODOWE

DATA:

1996.03.04

WYKONAŁ:

ADAM KURNICKI

GRUPA:

ED 4.4

OCENA:

SKŁAD GRUPY LABORATORYJNEJ:

Jurkiewicz Stanisław

Kęsik Jacek

Kurnicki Adam

Celem ćwiczenia jest zbadanie podstawowych praw dotyczących pól elektrycznych stacjonarnych oraz ich rozkładu .

Przyrządy pomiarowe :

DIGITAL VOLTMETER TYPE V540

Amperomierz magnetoelektryczny

Woltomierz elektromagnetyczny

Miliamperomierz magnetoelektryczny

Schemat obwodu pomiarowego :

R1

A1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 15

R2

A2

V1 V2

R3

A3

Parametry obwodu:

γCu=59,8 S m/mm2 ΦCu1=1,2 mm

ΦCu2=1,5 mm

γFe=10,3 S m/mm2 ΦFe=1,5 mm

γsilit=0,67 10-3 S m/mm2 Φsilit=15 mm

Tabela pomiarów:

Ι

U

P

A

V

W

R1

1,28

8,94

11,44

R2

1,28

8,85

11,33

R3

2,6

10,27

26,7

Tabela pomiarów :

U

Et

Δl

J

p

P

mV

mV/m

cm

A/mm2

kW/m3

mW

1-2

2-3

3-4

5-6

6-7

8-9

9-10

10-11

11-12

12-13

13-141

2

14-151

2

1,96

1,98

2,00

302,00

296,00

2,03

2,1

2,12

2,12

2,14

1,08

1,05

1,06

1,00

39,3

39,6

40,0

6640,0

4720,0

40,6

42,0

42,4

42,4

42,8

21,6

21,0

21,2

20,0

5

2,35

2,37

2,39

0,0045

0,0032

2,43

2,51

2,53

2,53

2,56

1,29

1,25

1,27

1,20

92,35

93,85

95,60

29,88

15,10

98,66

105,42

107,30

107,30

109,60

27,86

26,25

26,9

24,00

5,22

5,30

5,40

264,00

133,00

5,57

5,96

6,06

6,06

6,19

1,57

1,48

1,52

1,36

1'-2'

2'-3'

3'-4'

5'-6'

6'-7'

8'-9'

9'-10'

10'-11'

11'-12'

12'-13'

13'-14'

14'-15'

1,42

1,48

1,49

295,00

224,00

8,25

7,57

8,25

7,52

7,13

7,28

7,76

28,4

29,6

29,9

5900,0

4480,0

165,0

151,4

165,0

150,5

142,6

145,6

155,3

5

1,70

1,77

1,79

0,004

0,003

1,70

1,56

1,7

1,55

1,46

1,50

1,60

48,28

52,40

53,52

23,60

13,44

280,50

236,20

280,50

233,30

208,20

218,40

248,50

4,26

4,68

4,72

209,00

119,00

24,80

20,80

24,77

20,60

18,38

19,28

21,94

U

En

Δl

mV

mV/m

cm

1-1'

2-2'

3-3'

4-4'

5-5'

6-6'

7-7'

8-8'

9-9'

10-10'

11-11'

12-12'

13-13'

21,850

21,846

21,841

21,836

20,885

19,990

19,394

19,365

19,354

19,343

19,322

19,314

19,305

218,50

218,46

218,41

218,36

208,85

199,90

193,94

193,65

193,54

193,43

193,22

193,14

193,05

10

1. Sprawdzanie prawa Ohma .

Rezystancja na podstawie teorii obwodów:

Rezystancja na podstawie teorii pola :

dla odcinka żelaza:

dla odcinka miedzianego:

2. Sprawdzanie Ι prawa Kirchhoffa .

3. Sprawdzanie ΙΙ prawa Kirchhoffa .

4. Sprawdzanie prawa Jolue'a .

Moc tracona w obwodzie:

a) na podstawie wskazań woltomierza V3 i amperomierza A3 :

b) jako suma mocy w elementach układu :

5. Sprawdzanie równania Laplace'a .

Dla odcinka 1 - 3 równanie przyjmie postać :

po rozwiązaniu:

przyjmując ϕ(x3) = 0 :

dla x=x1=0

dla x=x3=10cm

otrzymamy równanie:

Sprawdzenie dla x=x2=5cm :

Wnioski :

1. Przeprowadzone pomiary i obliczenia pokazały słuszność praw Kirchhoffa

( div J =0 ) oraz ( rot E =0 ) co potwierdza fakt iż pole wewnątrz przewodnika jest polem stacjonarnym bezźródłowym i bezwirowym .

2. Zbliżone wartości rezystancji obliczonych bezpośrednio ze wskazań mierników

i wektorowego prawa Ohma ( J = γ E ) dla poszczególnych odcinków obwodu

dowodzą słuszności tego prawa .

3. Otrzymane zbliżone wartości mocy z bezpośrednich pomiarów ( wskazania

amperomierza i woltomierza na wejściu obwodu) i z wyprowadzonej na podst.

prawa Jule'a zależności ( P = γE2V ) dowodzi zachodzenia zjawiska przekształ-

cania energii elektrycznej w ciepło w całym obszarze przewodnika .

Rozbieżności w otrzymanych wartościach mocy są wynikiem nieuwzględnienia

strat mocy w przewodach łączących poszczególne podzespoły obwodu .

4. Swoje potwierdzenie uzyskało także równanie Laplace'a

co oznacza że potencjał statycznego pola elektrycznego w każdym punkcie

przewodnika spełnia powyższe równanie .

5. Otrzymany rozkład pola elektrycznego pomiędzy dwoma przewodami zasilającymi obwód odpowiadają rozkładom pomiędzy dwoma ładunkami punktowymi ( na płaszczyźnie ). Wraz ze wzrostem odległości od przewodów

wzrasta odległość pomiędzy liniami sił pola , maleje wartość natężenia pola .



Wyszukiwarka