POLITECHNIKA LUBELSKA	Laboratorium metrologii
	Ćwiczenie nr 17
Imię i nazwisko: Katarzyna Sułek Dawid Figura Jarosław Paciejewski	Semestr: III
Temat ćwiczenia: Wyznaczanie stratności magnetycznej oraz krzywych magnesowania aparatem Epsteina 25 cm.	Data wykonania: 25.11.2012

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest poznanie budowy i zastosowania aparatu Epsteina 25cm do pomiaru własności magnetycznych stalowych blach i taśm elektrotechnicznych. wstępnym zadaniem jest skalowanie transformatora powietrznego i wyznaczenie jego indukcyjności wzajemnej.

Zakres ćwiczenia obejmuje także wyznaczenie dynamicznej krzywej magnesowania.

Skalowanie transformatora powietrznego:

Schemat połączenia:

lp	Nastawy	Odczyty	Obliczenia
	I1sk	F	U2Trśr
	A	Hz	V
1	0,1	50	5,5
2	0,2		11
3	0,3		16,8
4	0,4		22
5	0,5		27,9
6	0,6		33,8
7	0,7		39
8	0,8		44,9
9	0,9		50,5
10	1		56,5

Przykładowe obliczenia:

$$I_{1max} = I_{1sk}*\sqrt{2}$$

$$I_{1max} = 0,1*\sqrt{2} = 0,141\left\lbrack A \right\rbrack$$

$$a = \frac{y}{x}$$

$$a = \frac{56,5}{1,41} = 40,07\ \left\lbrack V/A \right\rbrack$$

$$M_{D} = \ \frac{U_{2sr}}{I_{1max}}*\frac{1}{4f}*\left( 1 + \frac{R_{2Tr}}{R_{v}} \right) = \ a*\frac{1}{4f}*\left( 1 + \frac{R_{2Tr}}{R_{v}} \right)$$

$$M_{D} = 40,07*\frac{1}{4*50}*(1 + \frac{660}{25000}) = 0,205\left\lbrack H \right\rbrack$$

Charakterystyka U_2Trśr = f(I_1max):

Wyznaczanie dynamicznej krzywej magnesowania:

Schemat pomiarowy:

Tabela pomiarowa:

lp	Nastawy	Odczyty	Obliczenia
	Isk	f	U2śr (1-1)
	A	Hz	V
1	0,05	50	9
2	0,1		18,5
3	0,15		31,5
4	0,2		38,1
5	0,25		42,5
6	0,3		43,1
7	0,4		47
8	0,5		47,8
9	0,6		49

Przykładowe obliczenia:

Biorąc pod uwagę fakt, że prąd magnesujący uzwojenia pierwotnego jest nie jest sinusoidalny, prąd maksymalny możemy obliczyć przekształcając wzór na maksymalne natężenie pola magnetycznego:

$$I_{1max} = \frac{H_{\max}l_{m}}{z_{1}}$$

$$I_{1max} = \frac{57,79*0,94}{700} = 0,08$$

$$H_{\max} = \frac{z_{1}}{4fM_{D}l_{m}}*\left( 1 + \frac{R_{2Tr}}{R_{v}} \right)*U_{2Tr\ sr}$$

$$H_{\max} = \frac{700}{4*50*0,205*0,94}*\left( 1 + \frac{660}{25000} \right)*3,1 = 57,79\left\lbrack A/m \right\rbrack$$

$$B_{\max} = \frac{U_{2\ sr}}{4*f*s*z_{2}}*\left( 1 + \frac{R_{2}}{R_{\text{obc}}} \right)$$

$$B_{\max} = \frac{30}{4*50*0,0002*700}*(1 + \frac{2,13}{9375}) = 0,32\left\lbrack T \right\rbrack$$

Wykaz symboli i wartości użytych do obliczeń:

Hmax – maksymalne natężenie pola magnetycznego

Bmax – maksymalna indukcja magnetyczna

Z1 – liczba zwojów uzwojenia pierwotnego (700)

f – częstotliwość (50Hz)

Md – indukcja wzajemna transformatora

Lm – umowna efektywna długość drogi strumienia magnetycznego (0,94m)

R2tr – rezystancja uzwojenia wtórnego transformatora powietrznego (660 Ohm)

Rv – rezystancja woltomierza wartości średniej na zakresie 75V (25kOhm)

U2Trśr – napięcie

U2śr – napięcie

S – przekrój poprzeczny próbki

Z2 - liczba zwojów uzwojenia wtórnego (700)

R2 – rezystancja uzwojenia wtórnego aparatu Epsteina (2,13 Ohm)

Robc – rezystancja zastępcza woltomierza i watomierza

$$R_{\text{obc}} = \ \frac{R_{\text{wn}}R_{v}}{R_{wn +}R_{v}} = 9375\ \lbrack ohm\rbrack$$

Rwn – rezystancja watomierza

Rv – rezystancja woltomierza

$$s = \ \frac{m}{4*l*p} = 0,002\ \lbrack m^{2}\rbrack$$

m – masa próbki (2 kg)

l – długość pakietu blach (4 * 0,28m)

p – gęstość próbki ( 7670 kg/m³)

Charakterystyka B_max = f(H_max)

Wnioski:

- dynamiczna krzywa magnesowania jest zgodna z oczekiwaniami, natomiast uzyskana w wyniku pomiaru wartość indukcji magnetycznej dla badanej próbki o grubości jest zbliżona do typowych parametrów dla blachy elektrotechnicznej, zawartych w instrukcji.