RADOM Wydz. Transportu		LABOLATORIUM PODSTAW ELEKTROTECHNIKI			Data:
Imię i nazwisko:			Grupa:	Zespół:	Rok akademicki:
Nr ćwiczenia: 4	Temat: Badanie obwodów magnetycznych				Ocena:

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie elementów schematu zastępczego dławika oraz badanie rozpływu strumieni w rdzeniu rozgałęzionym.

Indukcja magnetyczna:

B=μ*H [T]

Strumień magnetyczny:

Φ=B*s [Wb]

1 prawo Kirchhoffa dla obwodów magnetycznych:

Suma strumieni magnetycznych wpływających do węzła równa się sumie strumieni

magnetycznych wypływających z węzła.

∑Φ_k=0

2 prawo Kirchhoffa dla obwodów magnetycznych:

Suma algebraiczna napięć magnetycznych wszystkich elementów magnetycznych

wchodzących w skład oczka równa się sumie algebraicznej sił magnetomotorycznych

zawartych w oczku.

∑H_k*l_k=∑(Fm)_k

Przebieg ćwiczenia:

Wielkości charakteryzujące układ:

s₁=4,8cm²=4,8*10^-4m²

s₂=8,0cm²=8*10^-4m²

s₃=6,4cm²=6,4*10^-4m²

Ilość zwojów cewki zasilającej:

z₁=1900 zwojów

z₂=1200 zwojów

z₃=1400 zwojów

Ilość zwojów cewki pomiarowej:

z₄=z₅=z₆=60 zwojów

z₇=160 zwojów

Obciążenie cewki zasilającej:

z₁=60mA

z₂=130mA

z₃=100mA

Średnia droga na poszczególnych odcinkach obwodu:

l₁=275mm=275*10^-3m

l₂=120mm=120*10^-3m

l₃=287,5mm=287,5*10^-3m

lp₁=1mm=10^-3m

lp₂=1,5mm=1,5*10^-3m

Schematy układów pomiarowych i pomiary:

1)

lp [mm]	UL4 [mV]	UL5 [mV]	UL6 [mV]	UL7 [mV]	I2 [mA]
lp1=lp3=0	372	979	364	2015	130
lp1=1;lp3=1,5	314	940	305	1855	130
lp1=1	300	960	374	2066	130
lp3=1,5	386	958	293	1794	130

2)

lp [mm]	UL4 [mV]	UL5 [mV]	UL6 [mV]	UL7 [mV]	I1 [mA]
lp1=lp3=0	636	314	70	324	60
lp1=1;lp3=1,5	489	219	47	218	60
lp1=1	509	232	55	238	60
lp3=1,5	636	316	62	304	60

3)

lp [mm]	UL4 [mV]	UL5 [mV]	UL6 [mV]	UL7 [mV]	I1 [mA]	I2 [mA]	I 3[mA]
lp1=lp3=0	753	476	540	653	60	130	100
lp1=1;lp3=1,5	607	593	492	853	60	130	100
lp1=1	618	489	566	825	60	130	100
lp3=1,5	740	567	456	717	60	130	100

Prawo przepływu prądu dla cewki zasilającej L₂ :

θ₂=I₂*z₂=130*10^-3*1200=156 A

Z wykresu (1) odczytuję wartość strumienia płynącego w gałęzi źródłowej Φ₂=48*10^-5Wb oraz wartości strumieni płynących w gałęziach bocznych Φ₁=21*10^-5Wb , Φ₃=27*10^-5Wb.

Obliczam wartość indukcji magnetycznej w poszczególnych kolumnach rdzenia:

B₁=Φ₁/s₁=21*10^-5/4,8*10^-4=0,43T

B₂=Φ₂/s₂=48*10^-5/8*10^-4=0,6T

B₃=Φ₃/s₃=27*10^-5/6,4*10^-4=0,42T

Z krzywej magnesowania odczytuję wartości natężeń pól magnetycznych:

dla B₁=0,43T H₁=365A/m

dla B₂=0,6T H₂=460A/m

dla B₃=0,42T H₃=350A/m

Sprawdzam 1 i 2 prawo Kirchhoffa dla układu (1) bez szczeliny:

1)

-Φ₁+Φ₂-Φ₃=0

Φ₂=Φ₃+Φ₁

Φ₂=21*10^-5+27*10^-5=48*10^-5Wb

2)

θ₂-H₂*l₂-H₃*l₃=0 θ₂-H₂*l₂-H₃*l₃=0

θ₂=H₂*l₂+H₃*l₃ θ₂=H₂*l₂+H₁*l₁

θ₂=460*0,12+350*0,2875 θ₂=460*0,12+365*0,275

θ₂=155,825 A θ₂=155,775 A

Z wykresu (2) wartość strumienia płynącego w gałęzi źródłowej Φ₂=32*10^-5Wb oraz wartość strumieni płynących w gałęziach bocznych Φ₁=25*10^-5Wb i Φ₃=7*10^-5Wb.

Wyznaczam wartości indukcji magnetycznych w poszczególnych kolumnach rdzenia:

B₁=Φ₁/s₁=25*10^-5/4,8*10^-4=0,52T

B₂=Φ₂/s₂=32*10^-5/8*10^-4=0,4T

B₃=Φ₃/s₃=7*10^-5/6,4*10^-4=0,1T

Z krzywej magnesowania odczytuję wartości natężenia pola magnetycznego:

dla B₁=0,52T H₁=415A/m

dla B₂=0,4T H₂=340A/m

dla B₃=0,1T H₃=160A/m

Natężenie pola w szczelinie:

H_p=B_p/μ₀=0,1/4*π*10^-7=69577,4A/m

B_p=B₃

Sprawdzam 1 i 2 prawo Kirchhoffa dla układu (1) ze szczeliną powietrzną:

1)

-Φ₁+Φ₂-Φ₃=0

Φ₂=Φ₃+Φ₁

Φ₂=7*10^-5+25*10^-5=32*10^-5Wb

2)

θ₂-H₂*l₂-H₁*l₁=0

θ₂=H₂*l₂+H₁*l₁

θ₂=340*0,12+415*0,275

θ₂=155A

θ₂-H₂*l₂-H_p*l_p-H₃*l₃=0

θ₂=H₂*l₂+H_p*l_p+H₃*l₃

θ₂=340*0,12+160*0,2875+69577,4*0,001

θ₂=155,37A

Wnioski:

W celu sprawdzenia rozpływu strumieni magnetycznych w obwodzie musimy wyznaczyć wartości strumieni w gałęziach obwodu. Wartości tych strumieni odczytujemy z wykresu stosując metodę charakterystyki zastępczej (graficznej). Metoda ta nie daje zbyt dokładnych wyników i jest pracochłonna. Po wykonaniu pomiarów napięć na cewkach L₄,L₅,L₆,L₇ obserwujemy, że przy zmianie parametrów obwodu poprzez zastosowanie szczelin wystąpiły stosunkowo niewielkie zmiany napięć w porównaniu do obwodu bez szczelin.

Pewne niedokładności wprowadza także błąd paralaksy przy odczycie prądów zasilających cewki oraz odczyt na początku skali z powodu braku odpowiednio czułych amperomierzy.

1

Φ₂

Φ₁

Φ₃

Rm₂

Rmp₃

Rmp₁

θ₂

Rm₃

Rm₁

θ₁

Rm₃

Rm₁

Rm₂

Rmp₃

Rmp₁

Φ₂

Φ₁

Φ₃

Rm₃

Rm₂

Rmp₃

Rmp₁

Φ₂

Φ₁

Φ₃

Rm₁

θ₁

θ₂

θ₃

---