materialy 6, Edukacja, studia, Semestr III, Inżynieria Materiałowa, Laboratorium, Materiały 6


Laboratorium Inżynierii Materiałowej

Numer kolejny ćwiczenia: 2

Numer ćwiczenia w skrypcie: 6

Skład zespołu:

1. Paweł Grzegrzółka

2. Grzegorz Barnik

Temat : Badanie stabilności temperaturowej kondensatorów i cewek indukcyjnych

Wydział ETI

Kierunek:

AiR

Grupa

dziekańska:

1

Termin odrabiania ćwiczeń:

Data oddania sprawozdania:

2003.11.17

  1. Wykreślić charakterystyki badanych kondensatorów C = f(T)

Aby uzyskać charakterystyki C=f(T) dokonaliśmy pomiarów pojemności czterech kondensatorów w zależności od temperatury. Pomiarów dokonywaliśmy w zakresie temperatur 22-90°C co 10°C, ich wyniki zebraliśmy w tabelach dołączonych do tego sprawozdania..

Wykres C = f(T)

0x08 graphic
C1 kondensator 47 nF X7R 1m. / 50 V (ceramika drugiego rodzaju)

Wykres C = f(T)

0x08 graphic
C2 kondensator 47 nF Z5U 1m. / 50 V (ceramika II rodzaju)

Wykres C = f(T)

0x08 graphic
C3 kondensator 4,7 nF kondensator ceramiczny I rodzaju

Wykres C = f(T)

0x08 graphic
C4 kondensator 470 pF kondensator ceramiczny I rodzaju

Wykres C = f(T)

0x08 graphic
C5 kondensator 470 pF kondensator ceramiczny I rodzaju

Wykres C = f(T)

0x08 graphic
C6 kondensator 6,2 nF KFPmII - IIC (ceramika II rodzaju)

2. Obliczyć TWC dla kondensatorów o charakterystykach liniowych. Obliczyć 0x01 graphic
dla kondensatorów o charakterystykach nieliniowych zaznaczając przedział temperatury, dla którego wykonano obliczenia. Przedyskutować otrzymane wyniki i porównać z danymi katalogowymi (patrz część VI instrukcji).

Można stwierdzić, że zmiany pojemności kondensatorów z temperaturą wynikają głównie ze zmian geometrycznych rozmiarów oraz zmian przenikalności elektrycznej. Stabilność temperaturowa kondensatorów jest liczbowo określona temperaturowym współczynnikiem pojemności TWC:

gdzie:

C - pojemność kondensatora badanego (w naszym przypadku przyjęliśmy, że jest to pojemność kondensatora w temperaturze 22°C)

dc/dT - w przypadku, gdy przebieg zależności C=f(U) jest zbliżony do liniowego czyli opisującą go funkcją może być y=ax+b, możemy przyjąć, że dc/dt=a.

Jednak w przypadku, gdy kondensator jest bardzo nieliniowy to wtedy przyjmuje się zamiast współczynnika TWC zależność ΔC/C opisaną poniższą zależnością:

gdzie:

C/Tn/ - pojemność w temperaturze pomiaru

C/T20/ - pojemność w temperaturze 20°C.

Dla kondensatorów ceramicznych typu I obliczyliśmy następujące wartości TWC:

TWC3

10-6 1/°C

4.14

TWC4

10-6 1/°C

-362.15

TWC5

10-6 1/°C

-369.16

Dla kondensatorów ceramicznych typu II (ferroelektrycznych) obliczylismy względne przyrosty pojemności:

ΔC1/C1

-0.118

ΔC2/C2

-0.535

ΔC6/C6

-0.178

C1 i C2

Charakterystyki C=f(T) tych kondensatorów wskazują, że mają nieliniową zależność pojemności od temperatury. Ich względne przyrosty temperatur dla X7R 11.8 % i dla Z5U 53.5% są przybliżone do wartości katalogowych.

C3

Dla tego kondensatora w wyniku obliczeń uzyskaliśmy, że TWC=-4.14*10-6 1/°C co oznacza, że współczynnik ten jest bardzo bliski zeru. Wynik obliczeń potwierdza przypuszczenia o wielkości TWC na podstawie wykresu zależności C=f(T) dla C3. Z wykresu widać bowiem, że charakterystyka jest zbliżona do linii prostej równoległej do osi T. W związku z otrzymaną wartością TWC dla tego kondensatora można stwierdzić, że najprawdopodobniej jest to kondensator typu NPO. Co oznacza, że TWC jest równe zeru.

C4 i C5

Oba kondensatory wykazują się liniowością charakterystyki C=f(T). A ich TWC jest zbliżone do danych katalogowych, gdzie jest równe -330. Wynika z tego ze są to kondensatory typu N330.

C6

W przypadku tego kondensatora charakterystyka C=f(T) wskazuje, że kondensator ten ma bardzo nieliniową zależność pojemności od temperatury. Jest to zgodne ze stanem faktycznym, okazuje się bowiem, że kondensator ten jest typu IIC, a w związku z tym wykazuje on dużą nieliniowość zależności pojemności od temperatury. W związku z tym ,że jest kondensator typu IIC, więc zamiast obliczać TWC obliczyliśmy współczynnik ΔC/C i otrzymaliśmy, że wynosi on ΔC/C=17.8% jest to więc zgodne z danymi katalogowymi, gdyż kondensator typu IIC wykazuje maksymalną zmianę pojemności równą 20%.

  1. Wykreślić charakterystyki temperaturowe badanych cewek L= f (T).

Wykres L = f(T)

0x08 graphic
L1 cewka indukcyjna 3,8 H rdzeń kubkowy F3001 AL.8700

Wykres L = f(T)

0x08 graphic
L2 cewka indukcyjna 1,5 H rdzeń kubkowy F3001 AL.800

Wykres L = f(T)

0x08 graphic
L3 cewka indukcyjna 510 mH rdzeń kubkowy F2001 AL.3400

Wykres L = f(T)

0x08 graphic
L4 cewka indukcyjna 46 mH rdzeń kubkowy F2001 AL.100

Wykres L = f(T)

0x08 graphic
L5 cewka indukcyjna 510 mH rdzeń kubkowy F604 AL.1050

Wykres L = f(T)

0x08 graphic
L6 cewka indukcyjna 52 mH rdzeń kubkowy F604 AL.160

  1. Obliczyć procentowe zmiany indukcyjności w funkcji temperatury dla Tn = 40oC i 90oC, przedyskutować otrzymane wyniki.

Można stwierdzić, że materiały magnetyczne poddane działaniu temperatury wykazują zmiany przenikalności magnetycznej. W związku z tym element indukcyjny wykonany na rdzeniu kubkowym z materiału magnetycznie miękkiego będzie wykazywał zmiany indukcyjności wraz z temperaturą. Z kolei stabilność temperaturową elementów indukcyjnych określa przez specjalnie zdefiniowany współczynnik o postaci:

gdzie

L/Tn/ - indukcyjność w temperaturze pomiaru

L/T20/ - indukcyjność w temperaturze 20°C

W oparciu o to dokonaliśmy obliczeń dla dwóch temperatur: T/Tn/=40°C oraz T/Tn/=90°C. Wyniki obliczeń zawiera poniższa tabela:

Cewka

T/Tn/=40°C

T/Tn/=90°C

L1

%

-2.16

-12.55

L2

%

-1.09

-1.21

L3

%

-4.46

-17.39

L4

%

-0.04

-0.19

L5

%

-2.5

-7.18

L6

%

-0.44

-1.51

Z powyższych obliczeń i wykresów można wywnioskować, że przez cały czas indukcyjność cewek maleje wraz ze wzrostem temperatury, z tym, że im wyższa temperatura tym większy jest spadek indukcyjności. Wnioski te potwierdza także kształt krzywych L=f(T). Są one krzywymi malejącymi zwiększającymi swoje nachylenie wraz ze wzrostem temperatury. Przy czym warto jest zwrócić uwagę na cewkę L2 z rdzeniem wykonanym z ferrytu F3001 AL 800 ze szczeliną powietrzną, w której to wzrost nachylenia krzywej jest nieznaczny w porównaniu z pozostałymi cewkami indukcyjnymi.

Cewka L4 jest cewką, która różni się od pozostałych w sposób znaczący. Wartości procentowych zmian indukcyjności wskazują na to, że indukcyjność tej cewki nieznacznie zależy od temperatury. Świadczy o tym także wykres L=f(T), który jest prawie linią prostą równoległą do osi T załamująca się dopiero powyżej 70 oC. W związku z tym nachylenie tej prostej jest 0 czyli indukcyjność nie zależy od temperatury. Czyli cewka wykonana z ferrytu F 2001 AL 100 ze szczeliną powietrzną nie wykazuje znaczących zmian indukcyjności wraz z temperaturą.

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
materiały 5, Edukacja, studia, Semestr III, Inżynieria Materiałowa, Laboratorium, Materiały 5
Układ 8, Edukacja, studia, Semestr III, Metodyka Projektowania i Technika Realizacji, Laboratorium
telefony - ściaga, Edukacja, studia, Semestr III, Sieci Telekomunikacyjne, Ściąga na 1 koło
Sieci pytania, Edukacja, studia, Semestr III, Sieci Telekomunikacyjne, sieci pyt2
mikrofale 3, Edukacja, studia, Semestr IV, Układy Mikrofalowe, Laboratorium, 3
Pytania z 3 grup z Podstaw Automatyki termin, Edukacja, studia, Semestr III, Podstawy Automatyki, Py
inżynieria ćw12, Studia, I o, rok II, semestr III, inżynieria materiałowa, od Asi
inżynieria ćw11, Studia, I o, rok II, semestr III, inżynieria materiałowa, od Asi
inżynieria ćw13, Studia, I o, rok II, semestr III, inżynieria materiałowa, od Asi
istacjonarne, Studia, I o, rok II, semestr III, inżynieria materiałowa
inżynieria2, Studia, I o, rok II, semestr III, inżynieria materiałowa, od Asi
cw 13 opornosci wlasc, Studia, I o, rok II, semestr III, inżynieria materiałowa, od Pauliny
Wyklady In, Studia, I o, rok II, semestr III, inżynieria materiałowa, od Pauliny
inżynieria1, Studia, I o, rok II, semestr III, inżynieria materiałowa, od Asi
Inzynieria materialowa- pytania na wejsciowki do Zywicy, Studia, I o, rok II, semestr III, inżynieri

więcej podobnych podstron