Politechnika Lubelska	Laboratorium Elektrotechniki Teoretycznej
w Lublinie	Ćwiczenie nr 7
Bodzak Tomasz Sajdłowski Sławomir Szymanek Mariusz		Semestr IV	Grupa: ED4.3	Rok akademicki: 1997/98
Temat ćwiczenia: BADANIE POLA ELEKTROMAGNETYCZNEGO W UKŁADACH SYMETRII CYLINDRYCZNEJ			Data wykonania: 27.04.1998	Ocena:

1.Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest zbadanie rozkładu pola elektromagnetycznego w układach symetrii cylindrycznej. Badane są następujące rodzaje wsadów: wsad zblachowany, walce stalowe o φ 50, φ 43, φ 30, rura stalowa o φ 50, rura stalowa φ 50 ze szczeliną.

2.Układ pomiarowy.

Na rysunku przedstawiono szkic rysunku do badania wsadów cylindrycznych.

Schemat układu pomiarowego.

1. Dane do ćwiczenia

Stała pasa Rogowskiego - ki=32400 A/V

Z1=119 zw. Z2=119 zw.

Rcu=0,5 Ω dla połączenia szeregowego

Wsady: d=50 mm l=107mm ρ=0,2*
Ωm.

2. Wyznaczanie stałej paska Rogowskiego

I [A]	Uz [mV]
2	7
3	12
4	16

K=
=
=34000

3. Wyznaczenie charakterystyk obciążeniowych poszczególnych wsadów

wsad stalowy d=43 mm wsad -rurka bez szczeliny

U [V]	I [A]	P [W]	U1[mV]	Up[mV]		U [V]	I [A]	P [W]	U1[mV]	Up[mV]
27	5	52,5	149	13		26	5	45	156	10,5
21	4	35	120	10		21,5	4	30	119	8,5
16	3	21	98	8		16	3	17,5	94	6
12	2	11	65	5		11	2	10	62	4
6	1	5	24	2,4		6	1	5	23	2,5

wsad stalowy d=50 mm wsad -rurka ze szczeliną

U [V]	I [A]	P [W]	U1[mV]	Up[mV]		U [V]	I [A]		P [W]		U1[mV]		Up[mV]
27	5	60	165	14		24	5		25		138		5,2
22,5	4	40	130	11		29	4		35		168		6,5
17	3	25	102	8,5		18	3		15		100		3,8
12	2	10	60	4,5		12	2		7,5		66		2,7
7	1	5	25	2,5

wsad d=30 mm

U [V]	I [A]	P [W]	U1[mV]	Up[mV]
27	5	60	165	14
22,5	4	40	128	11
17,5	3	25	103	8,5
12	2	10	65	5

Pomiary wykonano w odległości 8 cm

4. Pomiar mocy biegu jałowego przeprowadzony w rdzeniu zblachowanym

U [V]	I [A]	P [W]	U1[mV]
56	0,5	2,5	32
52,5	1	4	62
48,5	1,5	6,25	90
44	2	9	122
40	2,5	12,5	135
35	3	15	151
30	3,5	19	165
24	4	21,5	182
17	4,5	27,5	195
12	4,9	31	200

4.Wyznaczanie rozkładu strumienia w funkcji długości wsadu-tablice z pomiarami

wsad stalowy d=50 mm wsad stalowy d=43 mm

I [A]	U [V]	P [W]	U1 [mV]	Up [mV]	x [cm]	U [mV]	I [A]	U [V]	P [W]	U1 [mV]	Up [mV]	x [cm]	U [mV]
4	23	43	102	10,5	0,5	150	4	21,5	38,5	100	10	0,5	130
					1,5	150						1,5	129
					2,5	150						2,5	128
					3,5	150						3,5	127
					4,5	150						4,5	125
					5,5	147						5,5	123
					6,5	145						6,5	121
					7,5	142						7,5	119
					8,5	140						8,5	115
					9,5	138						9,5	107

Wsad rurowy z sondą wewnętrzną wsad stalowy d=30 mm

U sondy =28mV,1 zwój,l=5cm od dołu

I [A]	U [V]	P [W]	U1 [mV]	Up [mV]	x [cm]	U [mV]	I [A]	U [V]	P [W]	U1 [mV]	Up [mV]	x [cm]	U [mV]
4	21,5	32,5	98	8,2	0,5	121	4	18	26,5	84	10	0,5	82
					1,5	125						1,5	82,5
					2,5	129						2,5	81
					3,5	129						3,5	80
					4,5	129						4,5	78
					5,5	129						5,5	76
					6,5	125						6,5	74
					7,5	123						7,5	71
					8,5	120						8,5	68
					9,5	110						9,5	63

Wsad rurowy ze szczeliną

I [A]	U [V]	P [W]	U1 [mV]	Up [mV]	x [cm]	U [mV]
4	23	25	102	15,3	0,5	151
					1,5	155
					2,5	156
					3,5	156
					4,5	154
					5,5	153
					6,5	149
					7,5	145
					8,5	136
					9,5	134

Tabela z obliczonym strumieniem:

Do wyznaczenia strumienia posłużyliśmy się wzorem:

,gdzie zs=2 (liczba zwojów sondy nakładanej na rdzeń)

	d=50 mm	d=43 mm	d=30	rura pełna	ze szczeliną
x [cm]	Φ[Wb]	Φ [Wb]	Φ [Wb]	Φ [Wb]	Φ [Wb]
0,5	3,38	2,95	1,86	2,75	3,43
1,5	3,38	2,93	1,87	2,84	3,52
2,5	3,38	2,9	1,84	2,86	3,54
3,5	3,38	2,88	1,81	2,93	3,54
4,5	3,38	2,84	1,77	2,93	3,5
5,5	3,31	2,79	1,72	2,93	3,47
6,5	3,26	2,75	1,68	2,84	3,38
7,5	3,19	2,7	1,61	2,79	3,29
8,5	3,15	2,61	1,54	2,72	3,09
9,5	3,1	2,43	14,3	2,5	3,04

Wyznaczenie natężenia pola w poszczególnych wsadach

K=32400 A/mV

I [A]	d=30 mm	d=40 mm	d=50 mm	bez szczeliny	ze szczeliną
	H [A/m.]	H [A/m.]	H [A/m.]	H [A/m.]	H [A/m.]
5	453600	42120	45360	34020	23328
4	35640	32400	35640	27540	21060
3	27540	25920	27540	19440	12312
2	16200	16200	14580	12960	8748
1	6480	7776	8100	8100

Obliczenia:

Wnioski:

Jak wynika z pomiarów rozkładu strumienia magnetycznego we wsadzie za pomocą sondy, strumień wraz ze wzrostem odległości (wzrost odległości rozpoczyna się od góry wsadu a kończy na dole, początek i koniec badanego odcinka są oddalone o 0,5 cm od brzegów wsadu ze względu na zniekształcenia strumienia w pobliżu szczeliny powietrznej) utrzymuje w przybliżeniu stałą wartość dla wszystkich rodzajów wsadów. Największe wartości strumienia występują dla wsadu stalowego ∅50 oraz wsadu wydrążonego przeciętego również ∅50. Jak wynika ze zdjętych charakterystyk obciążenia dla poszczególnych wsadów największa moc (największy prąd przy danym napięciu),był osiągalny dla wsadu stalowego ∅30 oraz wsadu wydrążonego przeciętego ∅50. Najmniejsza moc była wydzielona w układzie ze wsadem zbudowanym z połączonych blach (wsad ten reprezentował stan jałowy pracy układu). Dla pozostałych przypadków charakterystyki obciążenia w przybliżeniu pokrywały się. Jak wynika z charakterystyki ΔP_ferdzeń=f(φ_K), czyli straty mocy w rdzeniu w funkcji strumienia, największa moc była wydzielona w układzie ze wsadem stalowym ∅50, następnie kolejno we wsadach stalowych ∅40 i ∅30, najmniejsza moc była wydzielona we wsadach rurowych nieprzeciętym i przeciętym.

---