LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI POLITECHNIKA RADOMSKA im. Kazimierza Pułaskiego
TEMAT: Badanie obwodu magnetycznego rozgałęzionego.	PROWADZĄCY:	DATA:
WYKONALI:	OCENA:	GRUPA

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie elementów schematu zastępczego dławika oraz badanie rozpływu strumieni w rdzeniu rozgałęzionym.

Przebieg ćwiczenia:

Parametry charakteryzujące dany obwód magnetyczny:

S₁=4,8 cm² = 4,8*10^-4 m²

S₂=8,0 cm² = 8*10^-4 m²

S₃=6,4 cm² = 6,4*10^-4 m²

Średnia droga na poszczególnych odcinkach obwodu:

l₁= 275mm = 275*10^-3m

l₂= 120mm = 120*10^-3m

l₃= 287,5mm = 287,5*10^-3m

lp₁= 1mm = 10^-3m

lp₂= 1,5mm = 1,5*10^-3m.

Ilości zwojów cewek zasilających
z1	z2	z3
1900 (max 60 mA)	1200 (max 130 mA)	1400 (max 100 mA)
Ilości zwojów cewek pomiarowych
z4	z5	z6	z7
60	60	60	160

Wykres B=f(H) dla danego materiału rdzenia

Schematy układów pomiarowych i pomiary:

1.)

lp1	lp2	U	I	UL4	UL5	UL6	UL7
[mm]		[V]	[mA]	[V]	[V]	[V]	[V]
0	0	32	60	0,635	0,316	0,066	0,322
0	1	32	60	0,635	0,317	0,060	0,307
1	0	25	60	0,520	0,239	0,052	0,243
1	1	25	60	0,519	0,237	0,048	0,236

2.)

lp1	lp2	U	I	UL4	UL5	UL6	UL7
[mm]		[V]	[mA]	[V]	[V]	[V]	[V]
0	0	26	130	0,389	1,000	0,371	2,06
0	1	26	130	0,402	0,998	0,325	1,93
1	0	26	130	0,324	0,982	0,379	2,06
1	1	26	130	0,326	0,974	0,320	1,93

Prawo przepływu prądu dla cewki zasilającej L₂ :

θ₂=I₂*z₂=130*10^-3*1200=156 A

Z wykresu odczytuję wartość strumienia płynącego w gałęzi źródłowej Φ₂=48*10^-5 Wb oraz wartości strumieni płynących w gałęziach bocznych Φ₁=21*10^-5 Wb , Φ₃=27*10^-5Wb.

Obliczam wartość indukcji magnetycznej w poszczególnych kolumnach rdzenia:

B₁=Φ₁/s₁=21*10^-5/4,8*10^-4=0,43T

B₂=Φ₂/s₂=48*10^-5/8*10^-4=0,6T

B₃=Φ₃/s₃=27*10^-5/6,4*10^-4=0,42T

Z krzywej magnesowania odczytuję wartości natężeń pól magnetycznych:

dla B₁=0,43T H₁=365A/m

dla B₂=0,6T H₂=460A/m

dla B₃=0,42T H₃=350A/m

Sprawdzam I i II prawo Kirchhoffa dla układu (1) bez szczeliny:

1) -Φ₁+Φ₂-Φ₃=0

Φ₂=Φ₃+Φ₁

Φ₂=21*10^-5+27*10^-5=48*10^-5Wb

2) θ₂-H₂*l₂-H₃*l₃=0 θ₂-H₂*l₂-H₃*l₃=0

θ₂=H₂*l₂+H₃*l₃ θ₂=H₂*l₂+H₁*l₁

θ₂=460*0,12+350*0,2875 θ₂=460*0,12+365*0,275

θ₂=155,825 A θ₂=155,775 A

Z wykresu wartość strumienia płynącego w gałęzi źródłowej Φ₂=32*10^-5Wb oraz wartość strumieni płynących w gałęziach bocznych Φ₁=25*10^-5Wb i Φ₃=7*10^-5Wb.

Wyznaczam wartości indukcji magnetycznych w poszczególnych kolumnach rdzenia:

B₁=Φ₁/s₁=25*10^-5/4,8*10^-4=0,52T

B₂=Φ₂/s₂=32*10^-5/8*10^-4=0,4T

B₃=Φ₃/s₃=7*10^-5/6,4*10^-4=0,1T

Z krzywej magnesowania odczytuję wartości natężenia pola magnetycznego:

dla B₁=0,52T H₁=415A/m

dla B₂=0,4T H₂=340A/m

dla B₃=0,1T H₃=160A/m

Natężenie pola w szczelinie:

H_p=B_p/μ₀=0,1/4*π*10^-7=69577,4A/m

B_p=B₃

Sprawdzam I i II prawo Kirchhoffa dla układu (1) ze szczeliną powietrzną:

1) -Φ₁+Φ₂-Φ₃=0

Φ₂=Φ₃+Φ₁

Φ₂=7*10^-5+25*10^-5=32*10^-5Wb

2) θ₂-H₂*l₂-H₁*l₁=0

θ₂=H₂*l₂+H₁*l₁

θ₂=340*0,12+415*0,275

θ₂=155A

θ₂-H₂*l₂-H_p*l_p-H₃*l₃=0

θ₂=H₂*l₂+H_p*l_p+H₃*l₃

θ₂=340*0,12+160*0,2875+69577,4*0,001

θ₂=155,37A

Opis krzywych na wykresach przedstawionych dalej:

1. I φ₂

II φ₁=f(H₁l₁)

III φ₃=f(H₃l₃)

IV φ₃=f(Θ-H₂l₂)

2. I φ₁=f(H₁l₁)

II φ₃=f(H₃l₃)

III φ_s

IV φ₃=f(H₃l₃-H_pl_p)

V φ₃=f(Θ-H₂l₂)

Tabela dla obwodu (1) bez szczeliny i ze szczeliną powietrzną.

B	H	Φ1 *10^-5	Φ2 *10^-5	Φ3 *10^-5	Φ1+Φ3 *10^-5	H1*l1	H2*l2	H3*l3	θ2-H2*l2	Hp *10^4	Hp*lp	H3*l3 +Hp*lp
[T]	[A/m.]	[Wb]	[Wb]	[Wb]	[Wb]	[A]	[A]	[A]	[A]	[A/m.]	[A]	[A]
0,10	160	4,8	8	6,4	11,2	44,00	19,2	46,0	136,8	7,9	79	125,0
0,20	250	9,6	16	12,8	22,4	68,75	30,0	71,875	126,0	16	160	231,8
0,30	300	14,4	24	19,2	33,6	82,50	36,0	86,250	120,0	24	240	326,2
0,40	340	19,2	32	25,6	44,8	93,50	40,8	97,750	115,2	32	320	417,7
0,50	400	24,0	40	32,0	56,0	110,00	48,0	115,000	108,0	39	390	505,0
0,60	460	28,8	48	38,4	67,2	126,50	55,2	132,250	100,8	47	470	602,2
0,70	520	33,6	56	44,8	78,4	143,00	62,4	149,500	93,6	55	550	699,2
0,80	590	38,4	64	51,2	89,6	162,25	70,8	170,00	85,2	63	630	800,0
0,90	680	43,2	72	57,6	100,8	187,00	81,6	195,500	74,4	71	710	905,5
1,00	810	48,0	80	64,0	112,0	222,75	97,2	232,875	58,8	79	790	1022,8
1,05	890	50,4	84	67,2	117,6	244,75	106,8	255,875	49,2	83	830	1085,8
1,10	990	52,8	88	70,4	123,2	272,25	118,8	284,625	37,2	87	870	1154,6
1,15	1110	55,2	92	73,6	128,8	305,25	133,2	319,125	22,8	91	910	1229,1
1,20	1210	57,6	96	76,8	134,4	332,75	145,2	347,875	10,8	95	950	1297,8
1,25	1440	60,0	100	80,0	140,0	396,00	172,8	414,000		99	990	1404,0
1,30	1680	62,4	104	83,2	145,6	462,00	201,6	483,000		103	1030	1513,0
1,35	1850	64,8	108	86,4	151,2	508,75	222,0	531,875		107	1070	1601,8
1,40	2300	67,2	112	89,6	156,8	632,50	276,0	661,250		111	1110	1771,2
1,45	2800	69,6	116	92,8	162,4	770,00	336,0	805,000		115	1150	1955,0
1,50	3300	72,0	120	96,0	168,0	907,50	396,0	948,750		119	1190	2138,7
1,55	4000	74,4	124	99,2	173,6	1100,00	480,0	1150.000		123	1230	2380,0
1,60	5000	76,8	128	102,4	179,2	1375,00	600,0	1437,500		127	1270	2707,5
1,65	6200	79,2	132	105,6	184,8	1705,00	744,0	1782,500		131	1310	3092,5
1,70	7800	81,6	136	108,8	190,4	2145,00	936,0	2242,500		135	1350	3592,5
1,75	9500	84,0	140	112,0	196,0	2612,50	1140,0	2731,250		139	1390	4121,2
1,80	12000	86,4	144	115,2	201,6	3300,00	1440,0	3450,000		143	1430	4880,0
1,85	15000	88,4	148	118,4	206,8	4125,00	1800,0	4312,500		147	1470	5782,5
1,90	19200	91,2	152	121,6	212,8	5280,00	2304,0	5520,000		151	1510	7030,0

Wnioski:

Aby przeanalizować rozpływ strumieni magnetycznych w obwodzie musimy znać wartości strumieni w poszczególnych gałęziach obwodu. Ich wartości wyznaczamy na podstawie wykresu stosując metodę charakterystyki zastępczej Taki sposób jest mało dokładny. Opracowanie ćwiczenia miało charakter głównie teoretyczny.

Pomiary napięć wzbudzonych w cewkach pomiarowych L₄,L₅,L₆,L₇ pozwoliły nam zaobserwować niewielkie zmiany tych napięć przy utworzenia szczelin w gałęziach obwodu magnetycznego.

Pewne niedokładności wprowadza także błąd paralaksy przy odczycie prądów zasilających cewki oraz odczyt na początku skali z powodu braku odpowiednio czułych amperomierzy.

6

3

---