Ćwiczenie.3 BADANIE CEWEK SPRZ
ŻONYCH MAGNETYCZNIE
Badane na stanowisku elementy i obwody prÄ…du przemiennego sÄ… zasilane z sieci
o napięciu 230 V, poprzez zespół jak na poniższym rysunku: autotransformator (o napięciu
regulowanym od 0 do 250 V) i transformator obniżający napięcie 230/30 V.
AT Tr
a
230 V~
b
Wykonanie ćwiczenia
3.1. POMIAR REZYSTANCJI CEWEK
Wartość rezystancji każdej z cewek mierzymy stosując metodę techniczną.
Układ pomiarowy zasilamy z zasilacza prądu stałego 24 V. Napięcie mierzymy
woltomierzem cyfrowym.
Rs RA
A
+
L
24 V
V
R
-
Tablica wyników pomiarów i obliczeń (metoda techniczna)
Pomiary Obliczenia
Nr
Lp. U I Rx Rśr R
cewki
V mA &! &! &!
1 (R1)
1 2
3
1 (R2)
2 2
3
U
"Rx
Wzory do obliczeń (wielkościowe): Rx = ; Rśr = ; R = Rśr  RA .
I 3
1
3.2. WYZNACZENIE INDUKCYJNOSCI WA
ASNEJ CEWEK
Stosując metodę techniczną, mierzymy impedancje każdej z cewek, z włożonym do środka
rdzeniem oraz bez rdzenia. Dla obu tych wariatów (obiektów) obliczamy wartości reaktancji
indukcyjnych. Napięcie mierzymy woltomierzem cyfrowym.
Do zasilania układu pomiarowego używamy zespołu autotransformatorów.
RA
A
a
L
V
R
b
Tablica wyników pomiarów i obliczeń (dla jednego obiektu)
Pomiary Obliczenia
Nr
Lp. U I Zx Zśr X H
cewki
V mA &! &! &! H
1 (X1) (L1)
1 2
3
1 (X2) (L2)
2 2
3
U X
"Zx
2
Wzory do obliczeń: Zx = ; Zśr = ; X = Zśr - R2 ; L = .
I 3 2Ä„ Å" f
3.3. WYZNACZENIE INDUKCYJNOÅšCI WZAJEMNEJ CEWEK
Obiekty badań pozostają te same, co poprzednio (cewki z włożonym do środka rdzeniem
oraz bez rdzenia). Do zasilania układu pomiarowego używamy zespołu autotransformatorów.
Napięcia mierzymy woltomierzem cyfrowym.
Mierzymy prąd w jednej cewce i napięcie indukowane w drugiej cewce, nie połączonej
elektrycznie z pierwszą; następnie - to samo, zamieniając cewki rolami. Pomiary takie
wykonujemy dla szeregu pozycji wzajemnego usytuowania cewek.
RA M12
A
a
L1 L2
V V
R1 R2
b
Tablica wyników pomiarów i obliczeń (dla jednego obiektu)
Pomiary Obliczenia
Lp. I1 U2M I2 U1M XM12 XM21 XM M k
A V A V &! &! &! H 
2
U2M U1M X + X X
M 12 M 21 M
Wzory do obliczeń:; X = ; X = ; X = ; M = ;
M 12
I1 M 21 I2 M 2 2Ä„ Å" f
M
k =
L1 Å" L2
3.4. WYZNACZENIE ZACISKÓW JEDNOIMIENNYCH
A
ączymy cewki ze sobą szeregowo na dwa sposoby i wykorzystujemy fakt różnej wartości
impedancji wypadkowej przy połączeniu ze sobą różnych zacisków.
Ze względu na zwrot prądu, przy połączeniu ze sobą zacisków jednoimiennych mamy układ
przeciwsobny, a przy połączeniu zacisków różnoimiennych  zgodny. Zasilając napięciem
o tej samej wartości cewki połączone szeregowo na oba sposoby, otrzymujemy większą
wartość prądu w układzie przeciwsobnym. Napięcie mierzymy woltomierzem cyfrowym.
Dla rozróżnienia końców cewek, oznaczamy je wstępnie symbolami: x1  y1 i x2  y2,
zaś układy połączeń do wyznaczania zacisków jednoimiennych  symbolami I i II.
układ I układ II
Jeśli przy tej samej wartości napięcia U, wartość prądu I w układzie I jest większa niż w
układzie II, to zaciskami jednoimiennymi są x1 y2 i x2 y1, jeśli natomiast wartość prądu I w
układzie I jest mniejsza niż w układzie II, to zaciskami jednoimiennymi są x1 y2 i x2 y1.
Tablica wyników pomiarów i określenia zacisków
Pomiary Wniosek
Układ U I Zaciski Zaciski
V mA jednoimienne różnoimienne
I
II
Jedną z par wyznaczonych zacisków jednoimiennych oznaczamy kropkami.
3.5. WYZNACZENIE IMPEDANCJI UKA
ADÓW CEWEK
Stosując metodę techniczną, mierzymy impedancje zastępcze różnych układów połączeń
(szeregowy i równoległy, zgodny i przeciwsobny) cewek sprzężonych o stałej wartości
indukcyjności wzajemnej (obiekt o stałych parametrach, tzn. cewki o ustalonym wzajemnym
rozsunięciu, bez pręta włożonego do środka albo z włożonym na stałe jednym z prętów
stalowych). Do zasilania układu pomiarowego używamy zespołu autotransformatorów.
Napięcie mierzymy woltomierzem cyfrowym.
3
Połączenie cewek: a) szeregowe b) szeregowe
zgodne, przeciwsobne
Połączenie cewek: c) równoległe d) równoległe
zgodne, przeciwsobne
Tablica wyników pomiarów i obliczeń
Pomiary Obliczenia
Układ U I Z X XM XM
V mA &! &! &! &!
a
b
c Wzory i wyniki
d zamieszczone oddzielnie
U X -(X1 + X );
2
2
Wzory do obliczeń: Z = ; X = Z - R2 ; X =
M (a)
I 2
X - X
(X1 + X )- X
(a) (b)
2
X = ; X =
M (b) M (a,b)
2 4
Opracowanie sprawozdania
1. Wyprowadzamy wzory do obliczenia impedancji zastępczej cewek sprzężonych
magnetycznie, połączonych ze sobą równolegle. Obliczamy wartości tych impedancji
dla układów cewek badanych w p. 3.5, wykorzystując wyznaczone wcześniej wartości
rezystancji oraz reaktancji indukcyjnych (własnych i wzajemnej) tychże cewek.
Wyniki obliczeń porównujemy z wynikami pomiarów - komentujemy ewentualne
zbieżności
2. Formułujemy własne spostrzeżenia, uwagi i wnioski, dotyczące przeprowadzonych
badań i uzyskanych wyników.
4