| POLITECHNIKA LUBELSKA | Laboratorium teorii obwodów i pola elektromagnetycznego |
| Ćwiczenie nr 5 | |
Imię i nazwisko: Katarzyna Sułek Dawid Figura Robert Stępniak Paweł Jędruszko |
Semestr: III |
Temat ćwiczenia: Obwody magnetyczne. |
Data wykonania: 26.11.2012 |
Cel ćwiczenia.
Pomiar strumienia. Wyznaczenie charakterystyki magnesowania układu nierozgałęzionego.
Celem ćwiczenia jest zapoznanie sie z właściwościami pola magnetycznego jako stanu przestrzeni ,w której występuje działanie siły na poruszające sie ładunki poprzez obserwacje zmian wielkości fizycznych takich jak indukcja magnetyczna B i natężenie pola magnetycznego H.
Schemat pomiarowy:
Tabela danych badanych cewek:
| z1 | zp | s1 | l1 |
|---|---|---|---|
| - | - | m2 | m |
| 1100 | 600 | 0,0013 | 0,34 |
Tabela pomiarów i obliczeń:
● Bez przekładki:
| Lp. | Pomiary | Obliczenia |
|---|---|---|
| U1 | I1 | |
| V | A | |
| 1 | 260 | 0,11 |
| 2 | 240 | 0,09 |
| 3 | 200 | 0,06 |
| 4 | 160 | 0,04 |
| 5 | 140 | 0,03 |
| 6 | 120 | 0,02 |
| 7 | 100 | 0,01 |
| 8 | 80 | 0,01 |
| 9 | 60 | 0,005 |
| 10 | 40 | 0,002 |
● Z przekładką 0,35 mm:
| Lp. | Pomiary | Obliczenia |
|---|---|---|
| U1 | I1 | |
| V | A | |
| 1 | 260 | 0,31 |
| 2 | 200 | 0,24 |
| 3 | 180 | 0,21 |
| 4 | 160 | 0,19 |
| 5 | 120 | 0,14 |
| 6 | 100 | 0,12 |
| 7 | 80 | 0,09 |
| 8 | 60 | 0,05 |
| 9 | 40 | 0,02 |
| 10 | 20 | 0,01 |
● Z przekładką 1,05 mm:
| Lp. | Pomiary | Obliczenia |
|---|---|---|
| U1 | I1 | |
| V | A | |
| 1 | 156 | 0,4 |
| 2 | 140 | 0,365 |
| 3 | 120 | 0,31 |
| 4 | 100 | 0,26 |
| 5 | 90 | 0,24 |
| 6 | 80 | 0,21 |
| 7 | 70 | 0,18 |
| 8 | 60 | 0,16 |
| 9 | 40 | 0,1 |
| 10 | 20 | 0,03 |
Przykładowe obliczenia:
$$H_{m} = \frac{k_{a}*I*z_{1}}{l_{sr}}$$
$$H_{m} = \frac{1,41*0,11*1100}{0,34} = 1824,71\left\lbrack A/m \right\rbrack$$
$$B_{m} = \frac{U_{p}}{4,44*f*z_{p}*S_{\text{Fe}}}$$
$$B_{m} = \frac{138}{4,44*50*600*0,0013} = 0,38\left\lbrack T \right\rbrack$$
Φ = B * S
Φ = 0, 38 * 0, 0013 = 0, 000495[Wb]
Θ = ka * I * z1
Θ = 1, 41 * 0, 11 * 1100 = 170, 61[A]
Wnioski:
W obwodach magnetycznych źródłem pola magnetycznego może być albo uzwojenie przez które przepływa prąd elektryczny (tak jak w naszym ćwiczeniu) albo magnes trwały, będący ciałem ferromagnetycznym, w którym pole magnetyczne powstało i trwa nadal mimo że w obszarze na zewnątrz ciała prąd elektryczny nie płynie. Zależnie od charakteru prądu płynącego w obwodzie rozróżniamy obwody magnetyczne o strumieniu stałym w czasie i o strumieniu zmiennym w czasie. W naszym ćwiczeniu mieliśmy do czynienia ze strumieniem zmiennym w czasie który wywołany był przez zmienny w czasie prąd elektryczny. Ponadto w przypadku występowania w obwodzie szczeliny powietrznej obwód nasz był niejednorodny ponieważ właściwości magnetyczne powietrza są różne niż właściwości magnetyczne reszty obwodu czyli rdzenia złożonego z transformatorowych blach stalowych. Strumień magnetyczny zamykający się w rdzeniu obwodu magnetycznego nazywamy strumieniem głównym, natomiast strumień zamykający się w środowisku otaczającym ten obwód, nazywamy strumieniem magnetycznym rozproszonym. W obwodach magnetycznych wykonanych z materiałów ferromagnetycznych strumień rozproszenia można pominąć.
W naszym ćwiczeniu do badania nierozgałęzionego obwodu magnetycznego używaliśmy transformatora jednofazowego o rdzeniu zbudowanym z wzajemnie izolowanych blach transformatorowych. Izolowanie blach jest konieczne ze względu na konieczność ograniczenia prądów wirowych, które mogą powodować nagrzewanie się rdzenia.