Pomiary strumienia magnetycznego

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest poznanie i zrozumienie jednej z wielu metod pomiaru strumienia magnetycznego oraz indukcji- metody oscyloskopowej.

1. Wstęp

Metoda oscyloskopowa pozwala na bezpośrednią obserwację pętli histerezy na ekranie oscyloskopu. W naszym układnie pomiarowym napięcie doprowadzane do płytek odchylenia poziomego jest proporcjonalne do chwilowej wartości prądu magnesującego proporcjonalnego do natężenia pola magnetycznego. Natomiast napięcie doprowadzane do płytek odchylenia pionowego w oscyloskopoie jest proporcjonalne do chwilowej wartości indukcji magnetycznej.

Wartość chwilowa napięci u₂(t) indukowanego w uzwojeniu wtórnym próbki wyrazi się wzorem:

Napięcie u­₂(t) jest podawane na wejscie układu calkującego aby na jego wyjściu otrzymać wielkość napięcia proporcjonalną do chwilowej wartości indukcji B. Schemat układu całkującego jest przedstawiony poniżej

Napięcie u_c(t) na wyjsciu członu całkującego RC wyraża się wzorem:

Zauważmy iż R >> $\frac{1}{\text{ωC}}$

Zatem zachodzi zależność

Po podstawieniu:

W tym ćwiczeniu wykorzystamy jeszcze poniższe wzory:

1. Przebieg ćwiczenia

Schemat układu pomiarowego jest przedstawiony na początku. Poniżej przedstawiona jest tabelka odmierzone wartości wraz z danymi urządzeń i schematu. Co trzeba było obliczyć jest zaznaczone kolorem

lp	ax [cm]	I [A]	H [A/m]	ay [cm]	U [V]	B [T]	uwagi
1	0,4	3	0,5	0,2	0,875	0,003333
2	0,7	6	0,875	0,2	3,2	0,003333	Sx=	0,5
3	1,2	9	1,5	0,6	6,75	0,01
4	2,6	12	3,25	1,2	11	0,02	Sy=	2
5	2	15	2,5	1,5	14,75	0,025
6	2,2	18	2,75	1,8	18	0,03	Zw=	2000
7	3	21	3,75	2	21	0,033333	Zp=	500
8	3,5	24	4,375	2,2	24	0,036667	S[m^2]=	0,0042
9	4	27	5	2,4	25	0,04	Lś[m] =	0,55
10	4,6	30	5,75	2,6	26,75	0,043333
k=	120
c1=	0,4	R1=	200
		R=	100000
CH=	1,25	C=	0,0000007
CB=	0,016667

1. Wnioski i uwagi

Pomiary pierwotnej krzywej magnesowania polegają na wyznaczeniu współrzędnych kolejnych wierzchołków pętli histerezy. Z łatwością określiliśmy współczynniki proporcjonalności za pomocą odczytanych na ekranie parametrów x,y. Napięcie podawane na płytki odchylenia pionowego w oscyloskopie jest proporcjonalne do wartości chwilowej indukcji B(t). Warunkiem poprawnej pracy układu jest założenie (które w naszym przypadku występuje - R >> $\frac{1}{\text{ωC}}$ ) aby spadek napięcia na kondensatorze C był mały w porównaniu ze spadkiem napięcia na rezystancji R i aby obciążenie uzwojenia wtórnego próbki było małe

Sprawozdania z Metrologii I

Zespół nr:............. Skład zespołu: 1....................................... 2....................................... 3....................................... 4....................................... 5....................................... 6....................................... 7....................................... Ocena:........................ Podpis prowadzącego:.............