Temat: Badanie cewki z rdzeniem ferromagnetycznym (dławik)

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest poznanie właściwości rdzeni wykonanych z materiałów magnetycznych oraz ich wpływ na elektryczne właściwości cewek indukcyjnych a rdzeniem.

1. Program ćwiczenia

1. Wyznaczenie charakterystyki dławika przy prądzie zmiennym

Schemat zbudowanego układu

1. Kompensacja mocy biernej.

Schemat badanego układu

1. Pomiary:

Ad a) Wyznaczenie charakterystyki dławika przy prądzie zmiennym

Napięcie zasilające zmieniamy od wartości 50 V do 250V, odczytując wskazania mierników. Po ostatnim odczycie należy zmniejszyć napięcie do zera. Pozostawienie na dłużej dławika zasilanego napięciem powyżej 200V może spowodować nadmierne jego nagrzewanie.

Lp	U	I	P	Z	cosφ	XL	R	L
	V	A	W	Ω	-	Ω	Ω	H
1	50	0,034	0	1470,58824	0	1470,58824	0	4,68340202
2	70	0,048	0,5	1458,33333	0,14881	1442,09607	217,0139	5,28378969
3	90	0,063	0,75	1428,57143	0,132275	1416,01863	188,9645	5,11141115
4	110	0,082	1,5	1341,46341	0,166297	1322,78446	223,0815	4,92314001
5	130	0,105	2	1238,09524	0,14652	1224,73333	181,4059	4,47815039
6	150	0,13	2,5	1153,84615	0,128205	1144,32424	147,929	4,11545615
7	170	0,161	3	1055,90062	0,109609	1049,53858	115,7363	3,71106643
8	190	0,201	4	945,273632	0,104739	940,07434	99,00745	3,30917767
9	210	0,255	5,5	823,529412	0,102708	819,174239	84,58285	2,8782073
10	230	0,347	7	662,824207	0,087708	660,269816	58,13519	2,28791403
11	250	0,496	13	504,032258	0,104839	501,254656	52,84209	1,76463932

Z=U/I X_L=Zsinφ R=Zcosφ

cosφ = P/UI L=X/2πf X= X_L +R

Wykres 1. Charakterystyki I, P, L w funkcji napięcia zasilającego

Wykres 2. Charakterystyki I, P, L i R w funkcji napięcia zasilającego

(jeden wykres z R)

Ad b) Kompensacja mocy biernej

Do układu jak w pkt a) dodajemy kondensator i sprawdzamy jak zmienia się napięcie i moc.

Tabela dla przyłączonego kondensatora

Lp	U	I	P	cosφ	S
	V	A	W	-	VA
1	130	0,097	1,5	0,118953	12,61
2	150	0,102	2	0,130719	15,3
3	170	0,103	3	0,171331	17,51
4	190	0,094	4	0,223964	17,86
5	210	0,092	5,5	0,284679	19,32
6	230	0,13	7	0,234114	29,9
7	250	0,23	12	0,208696	57,5

Tabela bez podłączonego kondensatora, dla porównania mocy biernej i cosφ

Lp	U	I	P	cosφ	S
	V	A	W	-	VA
5	130	0,105	2	0,14652	13,65
6	150	0,13	2,5	0,128205	19,5
7	170	0,161	3	0,109609	27,37
8	190	0,201	4	0,104739	38,19
9	210	0,255	5,5	0,102708	53,55
10	230	0,347	7	0,087708	79,81
11	250	0,496	13	0,104839	124

1. Wnioski

Indukcyjność cewki jest zależna, od napięcia prądu zasilającego. Dołączenie do obwodu kondensatora powoduje zmniejszenie współczynnika mocy cosφ, a tym samym przy pomiarach od 170V obserwujemy znaczne zmniejszenie się mocy biernej, jest ona nawet 2 razy mniejsza niż w układzie bez kondensatora.

Małe wartości mocy czynnej są wynikiem faktu, że w idealnym dławiku jej wartość powinna być równa zero.

Badany dławik w znacznym stopniu odbiega od idealnego, występują w nim znaczne opory rezystancyjne (ok. kilkudziesięciu do nawet kilkuset omów)