Politechnika Lubelska Laboratorium Urządzeń elektrycznych
Uczestnicy ćwiczenia: Piotr Piechniak Adam Książek Paweł Kożuszek	Data wykonania: 18.03.2009	Grupa: ED 5.3	Ocena:
Nr i temat ćwiczenia: 4. Badanie pola elektromagnetycznego cewki cylindrycznej

1. Cel ćwiczenia:

Zapoznanie się ze zjawiskami fizycznymi zachodzącymi w złączach stykowych. Pomiar rezystancji przejścia zestyków.

2. Przebieg ćwiczenia

Wyznaczanie rezystancji zestyków metodą techniczną przy użyciu prądu przemiennego:

Tabela 1.

Rodzaj zestyku	Powierzchniowy					Liniowy					Punktowy
		Siła rosnąca			Siła malejąca		Siła rosnąca			Siła malejąca		Siła rosnąca			Siła malejąca
	Materiał styku - miedź	F	ΔU	Rp	ΔU	Rp	F	ΔU	Rp	ΔU	Rp	F	ΔU	Rp	ΔU	Rp
		N	mV	mΩ	mV	mΩ	N	mV	mΩ	mV	mΩ	N	mV	mΩ	mV	mΩ
		25	44,3	8,86	19	3,8	25	114,2	22,84	122,8	24,56	25	4,1	0,82	3,6	0,72
		60	24,2	4,84	5,4	1,08	60	107,1	21,42	134,7	26,94	60	4,4	0,88	4,2	0,84
		90	50,7	10,14	5,4	1,08	90	75,5	15,1	94,2	18,84	90	5,6	1,12	5,2	1,04
		120	16,1	3,22	6,1	1,22	120	76,1	15,22	94,5	18,9	120	7,6	1,52	6	1,2
		160	24,4	4,88	10	2	150	70,2	14,04	40,1	8,02	150	7	1,4	8	1,6
		180	20,4	4,08	15,6	3,12	180	72,5	14,5	93,6	18,72	180	7,4	1,48	7,4	1,48
		220	16,5	3,3	18,2	3,64	210	75,3	15,06	60,5	12,1	210	6	1,2	6,1	1,22
		250	17,2	3,44	17,8	3,56	240	63,2	12,64	90,8	18,16	240	5,9	1,18	5,8	1,16
		270	16,5	3,3	17,7	3,54	275	59,2	11,84	84,5	16,9	275	5,7	1,14	5,3	1,06
		300	16,5	3,3	16,5	3,3	300	54,2	10,84	54,2	10,84	300	5,4	1,08	5,4	1,08

Prąd płynący w obwodzie: Ip=5A

Obliczenia dokonujemy ze wzoru:

Przykładowe obliczenia:

Rp=(44,3*10­^-3)/5=8,86 mΩ

Charakterystyka Rp=f(F) dla miedzi:

Tabela 2.

Meteriał styku	Stal					Mosiądz
		Siła rosnąca			Siła malejąca		Siła rosnąca			Siła malejąca
	Rodzaj zestyku - liniowy	F	ΔU	Rp	ΔU	Rp	F	ΔU	Rp	ΔU	Rp
		N	mV	µΩ	mV	µΩ	N	mV	µΩ	mV	µΩ
		25	38,4	7,68	63,5	12,7	25	11,9	2,38	19,4	3,88
		60	19,7	3,94	16,2	3,24	60	6,3	1,26	4,2	0,84
		90	17,2	3,44	15,3	3,06	90	5,3	1,06	4	0,8
		120	15,4	3,08	12,3	2,46	120	4,2	0,84	4,4	0,88
		160	13,3	2,66	11,3	2,26	160	3,5	0,7	4	0,8
		180	11,3	2,26	10,5	2,1	180	3,8	0,76	3,3	0,66
		220	9,2	1,84	8,1	1,62	220	3,2	0,64	3,2	0,64
		250	6,4	1,28	6,5	1,3	250	2,8	0,56	3	0,6
		270	5,7	1,14	6,1	1,22	270	2,4	0,48	2,4	0,48
		300	5,6	1,12	5,6	1,12	300	2,3	0,46	2,3	0,46
Meteriał styku	Aluminium					Miedź
		Siła rosnąca			Siła malejąca		Siła rosnąca			Siła malejąca
	Rodzaj zestyku - liniowy	F	ΔU	Rp	ΔU	Rp	F	ΔU	Rp	ΔU	Rp
		N	mV	µΩ	mV	µΩ	N	mV	µΩ	mV	µΩ
		25	102,5	20,5	88,8	17,76	25	114,2	22,84	122,8	24,56
		60	41,4	8,28	98,8	19,76	60	107,1	21,42	134,7	26,94
		90	41,1	8,22	18,4	3,68	90	75,5	15,1	94,2	18,84
		120	41,2	8,24	16,4	3,28	120	76,1	15,22	94,5	18,9
		150	44	8,8	14,4	2,88	150	70,2	14,04	40,1	8,02
		180	23,5	4,7	13,2	2,64	180	72,5	14,5	93,6	18,72
		210	6,3	1,26	10,7	2,14	210	75,3	15,06	60,5	12,1
		240	6	1,2	10,5	2,1	240	63,2	12,64	90,8	18,16
		275	6,7	1,34	9,5	1,9	275	59,2	11,84	84,5	16,9
		300	7,2	1,44	7,2	1,44	300	54,2	10,84	54,2	10,84

Obliczenia analogiczne jak pod tabelą 1.

Charakterystyka Rp=f(F) dla liniowego zestyku - Stal:

Charakterystyka Rp=f(F) dla liniowego zestyku - Mosiądz:

Charakterystyka Rp=f(F) dla liniowego zestyku - Aluminium:

Charakterystyka Rp=f(F) dla liniowego zestyku - Miedź:

Wnioski:

Charakterystyka Rp=f(F) dla miedzi, przy trzech różnych rodzajach zestyków znacznie różni się od wyidealizowanej charakterystyki tego typu. Żadna z funkcji się nie przecina, czyli rezystancja zestyków jest zawsze najniższa dla punktowego zestyku, a najwyższa dla liniowego zestyku. Jest to niezgodne z teorią. Nasuwa się spostrzeżenie, że próbki materiałów po wieloletnich badaniach są odkształcone - tam gdzie powinno zachodzić odkształcenie sprężyste już od jakiegoś czasu materiał odkształcony jest permanentnie, przez co przebieg funkcji rezystancji od siły nacisku uległ zmianie.

Histerezy przebiegu Rp=f(F) dla malejącej i rosnącej siły nacisku również nie są poprawne. Jedyną poprawną histerezę otrzymałem dla liniowego zestyku przy stykach miedzianych. Przy rosnącej sile nacisku następuje odkształcenie materiału, przekraczające granicę odkształceń plastycznych, dlatego przy zmniejszaniu siły rezystancja jest większa dla odpowiednich wartości siły nacisku.

Pozostałe wykresy nie są w całości złe, jednak jeden zbyt duży błąd przy pomiarze sprawia, że funkcje przecinają się (wykresy dla stali i mosiądzu).

---