Politechnika Lubelska
|
Laboratorium Podst. Elektrotechniki
|
||
|
Ćwiczenie nr 5 |
||
Paweł Oszust Łukasz Pietraś Piotr Zaremba Tomasz Sysa |
Semestr II |
Grupa ED 2.5 |
Rok akademicki 2001/2002 |
Temat ćwiczenia: Obwody magnetyczne
|
Data wykonania:
|
Ocena: |
Cel ćwiczenia: Celem ćwiczenie jest zbadanie właściwości pola magnetycznego oraz parametrów
obwodów magnetycznych rozgałęzionych i nierozgałęzionych .
Dobór przyrządów i przebieg pomiarów:
Do pomiarów użyliśmy autotransformatora , woltomierzy i amperomierza elektromagnetycznego
oraz modeli obwodów magnetycznych . Ćwiczenie polegało na wyznaczeniu odpowiednich
charakterystyk dla obwodów rozgałęzionych i nierozgałęzionych oraz zaobserwowaniu
doświadczeń związanych z polem magnetycznym.
I. Demonstracje
1. Wyznaczanie obrazu pola magnetycznego za pomocą opiłków.
2. Wzajemne oddziaływanie przewodników z prądem.
oddziaływanie między przewodami z prądem o jednakowych zwrotach
b. oddziaływanie między przewodami z prądem o przeciwnych zwrotach
3. Wyznaczanie dynamicznej charakterystyki magnesowania.
a. Schemat układu pomiarowego
Oscylogram.
Tabela pomiarowa , wzory i obliczenia.
Przekrój czynny rdzenia |
|
|
Średnia długość linii strumienia w rdzeniu |
|
|
Rezystancja opornika pomiarowego |
|
|
Liczba zwojów uzwojenia : |
wzbudzającego |
|
|
pomiarowego |
|
Parametry układu całkującego |
|
|
Czułość wejścia X oscyloskopu |
|
|
Czułość wejścia Y oscyloskopu |
|
współczynniki proporcjonalności:
indukcja i natężenie pola magnetycznego:
II. Badanie nierozgałęzionego obwodu magnetycznego.
1. Schemat układu pomiarowego.
2. Parametry badanego obwodu.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
- |
- |
|
|
|
|
|
|
600 |
1100 |
0,9 |
0,037 |
0,035 |
0,036 |
0 0,3 0,7 1 |
0,26 |
0,0011655 |
3. Tabela pomiarowa , wzory i obliczenia.
Pomiary |
Obliczenia |
|||||||
Lp. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
A |
V |
- |
A |
A/m |
Wb |
|
|
||||||||
1 |
110 |
0,13 |
200 |
1,42 |
110,76 |
426 |
0,000819 |
0,70270341 |
2 |
104 |
0,125 |
185 |
1,419 |
106,425 |
409,326923 |
0,00075758 |
0,65000065 |
3 |
100 |
0,12 |
180 |
1,418 |
102,096 |
392,676923 |
0,0007371 |
0,63243306 |
4 |
95 |
0,11 |
170 |
1,417 |
93,522 |
359,7 |
0,00069615 |
0,59729789 |
5 |
90 |
0,105 |
160 |
1,4165 |
89,2395 |
343,228846 |
0,0006552 |
0,56216272 |
6 |
85 |
0,1 |
152 |
1,416 |
84,96 |
326,769231 |
0,00062244 |
0,53405459 |
7 |
80 |
0,09 |
145 |
1,416 |
76,464 |
294,092308 |
0,00059378 |
0,50945997 |
8 |
75 |
0,082 |
135 |
1,415 |
69,618 |
267,761538 |
0,00055283 |
0,4743248 |
9 |
70 |
0,08 |
130 |
1,415 |
67,92 |
261,230769 |
0,00053235 |
0,45675721 |
10 |
50 |
0,055 |
89 |
1,41 |
46,53 |
178,961538 |
0,00036446 |
0,31270302 |
11 |
40 |
0,05 |
70 |
1,41 |
42,3 |
162,692308 |
0,00028665 |
0,24594619 |
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
1 |
110 |
0,44 |
180 |
1,41 |
372,24 |
1431,69231 |
0,0007371 |
0,63243306 |
2 |
105 |
0,42 |
175 |
1,41 |
355,32 |
1366,61538 |
0,00071663 |
0,61486548 |
3 |
100 |
0,4 |
165 |
1,41 |
338,4 |
1301,53846 |
0,00067568 |
0,57973031 |
4 |
95 |
0,38 |
157 |
1,41 |
321,48 |
1236,46154 |
0,00064292 |
0,55162217 |
5 |
90 |
0,36 |
150 |
1,41 |
304,56 |
1171,38462 |
0,00061425 |
0,52702755 |
6 |
85 |
0,34 |
139 |
1,41 |
287,64 |
1106,30769 |
0,00056921 |
0,48837887 |
7 |
80 |
0,32 |
131 |
1,41 |
270,72 |
1041,23077 |
0,00053645 |
0,46027073 |
8 |
75 |
0,3 |
122 |
1,41 |
253,8 |
976,153846 |
0,00049959 |
0,42864908 |
9 |
70 |
0,28 |
115 |
1,41 |
236,88 |
911,076923 |
0,00047093 |
0,40405446 |
10 |
60 |
0,24 |
100 |
1,41 |
203,04 |
780,923077 |
0,0004095 |
0,3513517 |
11 |
40 |
0,17 |
63 |
1,41 |
143,82 |
553,153846 |
0,00025799 |
0,22135157 |
12 |
20 |
0,085 |
31 |
1,41 |
71,91 |
276,576923 |
0,00012695 |
0,10891903 |
|
||||||||
1 |
110 |
0,68 |
174 |
1,41 |
575,28 |
2212,61538 |
0,00071253 |
0,61135196 |
2 |
105 |
0,64 |
165 |
1,41 |
541,44 |
2082,46154 |
0,00067568 |
0,57973031 |
3 |
100 |
0,62 |
160 |
1,41 |
524,52 |
2017,38462 |
0,0006552 |
0,56216272 |
4 |
95 |
0,58 |
150 |
1,41 |
490,68 |
1887,23077 |
0,00061425 |
0,52702755 |
5 |
90 |
0,56 |
142 |
1,41 |
473,76 |
1822,15385 |
0,00058149 |
0,49891942 |
6 |
85 |
0,52 |
134 |
1,41 |
439,92 |
1692 |
0,00054873 |
0,47081128 |
7 |
80 |
0,49 |
126 |
1,41 |
414,54 |
1594,38462 |
0,00051597 |
0,44270315 |
8 |
75 |
0,46 |
117 |
1,41 |
389,16 |
1496,76923 |
0,00047912 |
0,41108149 |
9 |
70 |
0,43 |
110 |
1,41 |
363,78 |
1399,15385 |
0,00045045 |
0,38648687 |
10 |
60 |
0,37 |
64 |
1,41 |
313,02 |
1203,92308 |
0,00026208 |
0,22486509 |
11 |
40 |
0,25 |
62 |
1,41 |
211,5 |
813,461538 |
0,00025389 |
0,21783806 |
12 |
20 |
0,13 |
31 |
1,41 |
109,98 |
423 |
0,00012695 |
0,10891903 |
|
||||||||
1 |
110 |
0,9 |
166 |
1,41 |
761,4 |
2928,46154 |
0,00067977 |
0,58324383 |
2 |
105 |
0,86 |
156 |
1,41 |
727,56 |
2798,30769 |
0,00063882 |
0,54810866 |
3 |
100 |
0,81 |
150 |
1,41 |
685,26 |
2635,61538 |
0,00061425 |
0,52702755 |
4 |
95 |
0,78 |
142 |
1,41 |
659,88 |
2538 |
0,00058149 |
0,49891942 |
5 |
90 |
0,74 |
134 |
1,41 |
626,04 |
2407,84615 |
0,00054873 |
0,47081128 |
6 |
85 |
0,69 |
125 |
1,41 |
583,74 |
2245,15385 |
0,00051188 |
0,43918963 |
7 |
80 |
0,65 |
118 |
1,41 |
549,9 |
2115 |
0,00048321 |
0,41459501 |
8 |
75 |
0,61 |
111 |
1,41 |
516,06 |
1984,84615 |
0,00045455 |
0,39000039 |
9 |
70 |
0,57 |
106 |
1,41 |
482,22 |
1854,69231 |
0,00043407 |
0,3724328 |
10 |
60 |
0,49 |
90 |
1,41 |
414,54 |
1594,38462 |
0,00036855 |
0,31621653 |
11 |
40 |
0,325 |
60 |
1,41 |
274,95 |
1057,5 |
0,0002457 |
0,21081102 |
12 |
20 |
0,17 |
32 |
1,41 |
143,82 |
553,153846 |
0,00013104 |
0,11243254 |
charakterystyka szczeliny(dla szczeliny 1mm):
Lp. |
|
|
|
|
|
A/m |
A/m |
1 |
0,70270341 |
426 |
1831,03428 |
2 |
0,65000065 |
409,326923 |
1693,70669 |
3 |
0,63243306 |
392,676923 |
1647,93082 |
4 |
0,59729789 |
359,7 |
1556,37911 |
5 |
0,56216272 |
343,228846 |
1464,8274 |
6 |
0,53405459 |
326,769231 |
1391,58605 |
7 |
0,50945997 |
294,092308 |
1327,49984 |
8 |
0,4743248 |
267,761538 |
1235,94813 |
9 |
0,45675721 |
261,230769 |
1190,17226 |
10 |
0,31270302 |
178,961538 |
814,810259 |
11 |
0,24594619 |
162,692308 |
640,861987 |
4. Wykresy
III. Badanie rozgałęzionego obwodu magnetycznego.
1. Schemat układu pomiarowego.
2. Schemat zastępczy obwodu.
3. Parametry badanego obwodu.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
- |
- |
- |
|
|
|
|
|
|
324 |
586 |
586 |
586 |
0,00198 |
0,00198 |
0,00198 |
0,158 |
0,409 |
0,409 |
4. Tabela pomiarowa , wzory i obliczenia.
Lp. |
Pomiary |
Obliczenia |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A |
- |
V |
V |
V |
V |
A/m |
Wb |
Wb |
Wb |
T |
1 |
0,045 |
1,42 |
20 |
36 |
9 |
8 |
36,51374 |
0,1397624 |
0,0349406 |
0,03105831 |
70,5870727 |
2 |
0,08 |
1,44 |
40 |
70 |
28 |
27 |
65,82758 |
0,27176023 |
0,10870409 |
0,1048218 |
137,252641 |
3 |
0,1 |
1,45 |
50 |
89 |
34 |
33 |
82,8559 |
0,34552372 |
0,13199783 |
0,12811554 |
174,50693 |
4 |
0,11 |
1,46 |
60 |
106 |
41 |
40 |
91,77005 |
0,41152263 |
0,15917385 |
0,15529156 |
207,839714 |
5 |
0,13 |
1,48 |
70 |
126 |
49 |
48 |
109,9412 |
0,48916841 |
0,19023216 |
0,18634987 |
247,054754 |
6 |
0,14 |
1,5 |
75 |
134 |
52 |
51 |
119,9982 |
0,52022673 |
0,20187903 |
0,19799674 |
262,740771 |
7 |
0,15 |
1,55 |
80 |
142 |
55 |
54 |
132,8552 |
0,55128504 |
0,21352589 |
0,20964361 |
278,426787 |
8 |
0,16 |
1,575 |
85 |
150 |
69 |
67 |
143,9978 |
0,58234335 |
0,26787794 |
0,26011336 |
294,112803 |
9 |
0,17 |
1,6 |
90 |
159 |
74 |
72 |
155,4262 |
0,61728395 |
0,28728939 |
0,27952481 |
311,759571 |
10 |
0,18 |
1,65 |
95 |
168 |
79 |
76 |
169,7117 |
0,65222455 |
0,30670083 |
0,29505396 |
329,406339 |
11 |
0,19 |
1,67 |
100 |
176 |
83 |
81 |
181,3116 |
0,68328286 |
0,32222999 |
0,31446541 |
345,092355 |
12 |
0,2 |
1,675 |
105 |
186 |
87 |
85 |
191,4257 |
0,72210575 |
0,33775914 |
0,32999456 |
364,699876 |
13 |
0,21 |
1,678 |
110 |
195 |
92 |
89 |
201,357 |
0,75704635 |
0,35717059 |
0,34552372 |
382,346644 |
14 |
0,22 |
1,68 |
115 |
203 |
96 |
94 |
211,1968 |
0,78810467 |
0,37269974 |
0,36493517 |
398,03266 |
15 |
0,235 |
1,7 |
120 |
210 |
102 |
98 |
228,2823 |
0,81528069 |
0,39599348 |
0,38046432 |
411,757924 |
16 |
0,25 |
1,72 |
125 |
220 |
106 |
103 |
245,7106 |
0,85410358 |
0,41152263 |
0,39987577 |
431,365444 |
5. Wykres.
6. Sprawdzanie I prawa Ktrchhoffa
Punkt charakterystyki |
|
|
|
|
|
|
Wb |
Wb |
Wb |
Wb |
% |
A |
0,27176023 |
0,10870409 |
0,1048218 |
0,05823434 |
21,4285733 |
B |
0,41152263 |
0,15917385 |
0,15529156 |
0,09705722 |
23,5849047 |
C |
0,61728395 |
0,28728939 |
0,27952481 |
0,05046975 |
8,17609951 |
7. Sprawdzanie II prawa Ktrchhoffa
Punkt charakterystyki |
|
|
z ch-ki magnes. |
napięcia magnet. |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
obl. |
dane |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Wb |
Wb |
T |
T |
A/m |
A/m |
A |
A |
A |
A |
% |
A |
0,271 |
0,108 |
136,8 |
54,54 |
65,82 |
30 |
10,399 |
12,27 |
22,66956 |
37,3248 |
39,264 |
B |
0,411 |
0,159 |
207,5 |
80,30 |
91,7 |
41 |
14,488 |
16,769 |
31,2576 |
52,0344 |
39,928 |
C |
0,617 |
0,287 |
311,6 |
144,9 |
155,4 |
68 |
24,553 |
27,812 |
52,3652 |
88,128 |
40,580 |
8. Obliczanie parametrów schematu zastępczego i sprawdzanie II prawa Ktrchhoffa.
Punkt charakterystyki |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H/m |
H/m |
H/m |
1/H |
1/H |
1/H |
1/H |
1/H |
Wb |
A |
Wb |
Wb |
Wb |
% |
A |
2,078 |
1,818 |
1,825 |
38,39 |
113,6 |
113,1 |
56,69 |
95,08 |
0,392 |
22,25 |
0,195 |
0,196 |
0,0003 |
0,083 |
B |
2,262 |
1,958 |
2,063 |
35,26 |
105,4 |
100 |
51,35 |
86,61 |
0,600 |
30,85 |
0,292 |
0,308 |
0,0002 |
0,042 |
C |
2,005 |
2,130 |
2,171 |
39,79 |
96,93 |
95,10 |
48,00 |
87,79 |
1,003 |
48,18 |
0,497 |
0,506 |
0,0006 |
0,061 |
9. Wyznaczanie graficzne charakterystyki O=f(I z)
Lp. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Wb |
A |
Wb |
A |
Wb |
A |
|
1 |
0,1397624 |
5,769171 |
0,0349406 |
14,93412 |
0,03105831 |
14,93412 |
|
2 |
0,27176023 |
10,40076 |
0,10870409 |
26,92348 |
0,1048218 |
26,92348 |
|
3 |
0,34552372 |
13,09123 |
0,13199783 |
33,88806 |
0,12811554 |
33,88806 |
|
4 |
0,41152263 |
14,49967 |
0,15917385 |
37,53395 |
0,15529156 |
37,53395 |
|
5 |
0,48916841 |
17,37071 |
0,19023216 |
44,96595 |
0,18634987 |
44,96595 |
|
6 |
0,52022673 |
18,95972 |
0,20187903 |
49,07926 |
0,19799674 |
49,07926 |
|
7 |
0,55128504 |
20,99112 |
0,21352589 |
54,33778 |
0,20964361 |
54,33778 |
|
8 |
0,58234335 |
22,75165 |
0,26787794 |
58,8951 |
0,26011336 |
58,8951 |
|
9 |
0,61728395 |
24,55734 |
0,28728939 |
63,56932 |
0,27952481 |
63,56932 |
|
10 |
0,65222455 |
26,81445 |
0,30670083 |
69,41209 |
0,29505396 |
69,41209 |
|
11 |
0,68328286 |
28,64723 |
0,32222999 |
74,15644 |
0,31446541 |
74,15644 |
|
12 |
0,72210575 |
30,24526 |
0,32222999 |
78,29311 |
0,32999456 |
78,29311 |
|
13 |
0,75704635 |
31,81441 |
0,35717059 |
82,35501 |
0,34552372 |
82,35501 |
|
14 |
0,78810467 |
33,36909 |
0,37269974 |
86,37949 |
0,36493517 |
86,37949 |
|
15 |
0,81528069 |
36,0686 |
0,39599348 |
93,36746 |
0,38046432 |
93,36746 |
|
16 |
0,85410358 |
38,82227 |
0,41152263 |
100,4956 |
0,39987577 |
100,4956 |
Wykres.
IV. Wnioski