Dominika Siek

Katarzyna Niemiec

Krzysztof Grabek

Tomasz Witko

Inżynieria Biomedyczna

Rok I, semestr II

Sprawozdanie

OBWODY ZE SPRZĘŻENIAMI MAGNETYCZNYMI

I.CEL ĆWICZENIA:

Zbadanie cewek indukcyjnych sprzężonych magnetycznie pozostających w różnych układach połączeń.

II.WSTĘP TEORETYCZNY:

Dwie cewki sprzężone posiadają dwie pary wspólnych zacisków jednoimiennych: oznaczonych i nieoznaczonych. Zaciski jednoimienne mają tę własność, że jeżeli prądy jednocześnie do nich wpływają, strumienie w rdzeniu pochodzące od tych prądów dodają się, a składniki napięć na cewce wynikłe ze zjawiska samoindukcji i indukcji wzajemnej mają w równaniu ten sam znak (sprzężenie zgodne).

III.PRZEBIEG ĆWICZENIA:

Ćwiczenie rozpoczęto od zbudowania układu i wyznaczenia zacisków jednoimiennych. Następnie pomierzono parametry różnych układów połączeń cewek.

W ćwiczeniu zastosowano modele uproszczone cewek w danych warunkach (niskie częstotliwości łącznie z częstotliwością f=0, rdzeń powietrzny) w schematach zastępczych szeregowe połączenie elementów R oraz L (przy R i L const.). Wszystkie pomiary odbywają się przy częstotliwości napięcia zasilającego 50 Hz. Występujące w obwodach pojemności mają zadane wartości.

III.OPRACOWANIE WYNIKÓW:

1. Wyznaczenie zacisków jednoimiennych:

Zbudowano następujący obwód:

W zadaniu należało wyznaczyć zaciski jednoimienne dwu cewek, czyli tych do których

dołączony (+) źródła powoduje, że mikroamperomierz, którego (+) dołączony jest do zacisku jednoimiennego wychyli się w prawo.

Zaciski jednoimienne to: 1,1; 2,2

1 1

2 2

2. Wyznaczanie parametrów schematu zastępczego cewek:

Zbudowano następujący obwód:

|U1|	|I1|	P1	|U2|	R1	L1	M
62	0,5	15	58	60	0,35	0,37

Korzystając ze wzorów

obliczono R₁ ,L_1,M wyniki zestawiono w powyższej tabeli.

|Z₁|=124

X_L=ωL

X_M =ωM

X_L=108,52

L=108,52/2*3,14*50=0,35

X_M=116

M=116/2*3,14*50=0,37

Dokonano podobnych pomiarów z zacisków 2-2. Odczytano i obliczono R_2, L_2, M wyniki zestawiono w tabeli :

|U2|	|I2|	P2	|U1|	R2	L2	M
90	0,5	18	60	72	0,53	0,38

|Z₂|=180

X_L=ωL

X_M =ωM

X_L=164,97

L=164,97/2*3,14*50=0,53

X_M=120

M=120/2*3,14*50=0,38

3. Wyznaczenia parametrów układu połączeń cewek: połączenie szeregowe - sprzężenie zgodne:

Zbudowano następujący obwód:

Dokonano pomiarów parametrów |U| , I| , P i obliczono |Z|, R, L wyniki zestawiono tabeli:

|U|	|I|	P	|Z|	R	L
260	0,5	30	520	120	1,6

|Z|=520

R=120

X_L=505,96

X_L=ωL

L=505,96/2*3,14*50=1,6

4. Wyznaczenie parametrów układu połączeń cewek: połączenie szeregowe - sprzężenie niezgodne:

Dokonano przełączenia jednej z cewek i dokonano pomiarów parametrów |U| , I| , P i obliczono |Z|, R, L wyniki zestawiono tabeli:

|U|	|I|	P	|Z|	R	L
60	0,5	20	120	80	0,28

|Z|=120

R=80

X_L=89,44

X_L=ωL

L=89,44/2*3,14*50=0,28

Na początku ćwiczenia podłączono źródło napięcia stałego, miernik prądu (miliamperomierz) i sprawdzono, które zaciski są jednoimienne. Po podłączeniu (+) źródła oraz (+) mikroamperomierza do odpowiednich zacisków, wskaźnik mikroamperomierza wychylił się w prawo. Oznacza to, ze zaciski te są jednoimiennymi, w przeciwnym wypadku, gdy miliamperomierz wychyliłby się w lewą stronę to oznaczało by to, że zaciski podłączone do plusów źródła i miernika były nie zgodne, czyli przeciwne (różnoimienne).

Następnie zmierzono wpływ sprzężenia magnetycznego na obwód przy połączeniach obu cewek szeregowo zgodnie i przeciwnie. Stwierdzono, że przy połączeniu zgodnym napięcie na cewkach wraz z wpływem sprzężenia magnetycznego jest bardzo duże, bliskie napięciu zasilania, natomiast przy połączeniu przeciwnym cewek napięcie na elementach urojonych jest bardzo małe.

---