Sprawozdanie z ćwiczenia nr 3
Badanie cewki z rdzeniem ferromagnetycznym (dławika)
W czasie części teoretycznej zapoznaliśmy się z konstrukcją i podstawowymi zastosowaniami dławika. Omówiliśmy wpływ częstotliwości prądu przepływającego przez dławik na charakter jego impedancji - wzrost znaczenia składowej pojemnościowej (wywołanej przepływem prądu zmiennego przez równoległe pętle uzwojenia) wraz ze wzrostem częstotliwości prądu).
Przykład: dany jest schemat zastępczy dławika oraz parametry jego elementów:
R = 2
L = 1 mH
C = 1 pF
Obliczyliśmy impedancję dławika dla częstotliwości prądu f1 = 50 Hz oraz
f2 = 1 GHz.
a)
Wobec bardzo dużego stosunku 
, można przyjąć, iż wpływ przepływu prądu przez kondensator jest pomijalny. Zatem impedancja całego dławika ma wartość: 
- jest to impedancja o charakterze pojemnościowym
b)
Ze względu na bardzo dużą wartość reaktancji pojemnościowej, można przyjąć, że impedancja równolegle połączonych elementów LC będzie równa reaktancji XC, zatem impedancja całego układu wyniesie:
- będzie miała zatem charakter pojemnościowy.
Wniosek: przy wysokich wartościach częstotliwości prądu dławik przestaje być elementem posiadającym impedancję o charakterze indukcyjnym. Dla wysokich częstotliwości wymagana jest inna konstrukcja takiego elementu, uwzględniająca występowanie tego zjawiska.
W części praktycznej badaliśmy charakterystyki dławika zasilanego prądem zmiennym oraz zjawisko kompensacji mocy biernej.
Badanie charakterystyk dławika przy zasilaniu prądem zmiennym
Lp. |
U |
I |
P |
Z |
cos |
XL |
R |
L |
|
V |
A |
W |
|
- |
|
|
H |
1 |
150 |
0,130 |
3,00 |
1153,85 |
0,154 |
1140,11 |
177,51 |
3,63 |
2 |
170 |
0,160 |
4,00 |
1062,50 |
0,147 |
1050,95 |
156,25 |
3,35 |
3 |
190 |
0,215 |
5,00 |
883,72 |
0,122 |
877,08 |
108,17 |
2,79 |
4 |
210 |
0,275 |
6,50 |
763,64 |
0,113 |
758,78 |
85,95 |
2,42 |
5 |
230 |
0,380 |
9,25 |
605,26 |
0,106 |
601,86 |
64,06 |
1,92 |
6 |
240 |
0,480 |
12,00 |
500,00 |
0,104 |
497,28 |
52,08 |
1,58 |
Badanie zjawiska kompensacji mocy biernej
Podczas tej części ćwiczenia obserwowaliśmy wpływ dołączenia równolegle do dławika kondensatora.
Lp. |
Bez kondensatora |
Z kondensatorem |
|||||||
|
U |
I |
P |
S |
cos |
I' |
P' |
S' |
cos' |
|
V |
A |
W |
VA |
- |
A |
W |
VA |
- |
1 |
150 |
0,130 |
3,00 |
19,50 |
0,154 |
0,110 |
3,25 |
16,50 |
0,19697 |
2 |
170 |
0,160 |
4,00 |
27,20 |
0,147 |
0,120 |
4,25 |
20,40 |
0,208333 |
3 |
190 |
0,215 |
5,00 |
40,85 |
0,122 |
0,130 |
5,25 |
24,70 |
0,212551 |
4 |
210 |
0,275 |
6,50 |
57,75 |
0,113 |
0,140 |
6,75 |
29,40 |
0,229592 |
5 |
230 |
0,380 |
9,25 |
87,40 |
0,106 |
0,170 |
9,25 |
39,10 |
0,236573 |
6 |
240 |
0,480 |
12,00 |
115,20 |
0,104 |
0,230 |
12,00 |
55,20 |
0,217391 |
Zgodnie z oczekiwaniami, po dołączeniu baterii kondensatorów obserwowaliśmy zmniejszenie mocy biernej układu. Równocześnie obserwowano zmniejszenie wartości prądu płynącego w układzie. Jest to wywołane zależnością zilustrowaną przez poniższy rysunek:
Prąd płynący przez dławik (wektor czarny) jest przesunięty w fazie w stosunku do napięcia (wektor zielony) o kąt zawarty w pierwszej ćwiartce. Po dołączeniu kondensatora, przez który płynie prąd przesunięty w fazie o -/2 w stosunku do napięcia (wektor czerwony - wpływ rezystancji kondensatora pominęliśmy), prąd płynący w układzie jest sumą tych prądów - wektor niebieski. Ponieważ nie zmieniła się składowa rzeczywista wektora prądu (w stosunku do układu bez kondensatora), a zmniejszeniu uległa składowa urojona - zmniejszyć musiał się też moduł tego wektora.
R
C
L
Wyszukiwarka