Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Chełmie

Laboratorium teorii pola elektromagnetycznego

Temat: Pomiary podstawowych wielkości w polu elektromagnetycznym

Wykonał:

PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA W CHEŁMIE INSTYTUT NAUK TECHNICZNYCH
Laboratorium teorii pola elektromagnetycznego
Imię i nazwisko:
Data: 11.12.2013

Lp	I[A]	Napięcie paska U[V]	Stała paska k [A/V]
1	4.5	34.5	143.4782609
2	4.0	30.25	145.4545455
3	3.0	22.9	144.1048035
	Średnia wartość k = 144.345

1. Wyznaczenie stałej paska Rogowskiego

Tabela 1

1.1 Obliczenie stałej k paska Rogowskiego

k=(I*z)/U

• przykładowe obliczenia

z=1100

k = (4.5 * 1100)/ 34.5

k = 143.4782609

2. Pomiar napięcia magnetycznego

Lp	I[A]	Napięcie paska	U μAB ZEW	U μAB WEW
		UAB ZEW	UAB WEW
1	4.5	0.01035	0.025	1.493
2	4.0	0.00915	0.022	1.320
3	3.0	0.00688	0.01585	0.993

Tabela 2

2.1 Obliczenia napięcia magnetycznego

U _μAB= k_* U_AB

• Przykładowe obliczenia

I = 4.5 A I = 4.5 A

U _{μAB zew} = k * U_{AB ZEW} U _{μAB WEW} = k * U_{AB WEW}

U _{μAB zew} = 144.345 * 0.01035 U _{μAB WEW} = 144.345 * 0.025

U _{μAB zew} = 1.493 U _{μAB WEW} = 3.608

3. Pomiar prądu paskiem Rogowskiego

Lp	I	UPASKA	I2=kU	I2= pomiar cęgami
	A	V	A	A
1	0.2	0.00178	0.256	0.3
2	0.15	0.00151	0.217	0.252
3	0.10	0.001	0.158	0.18
4	0.08	0.0009	0.129	0.15

Tabela 3

3.1 Obliczenie prądu I₂

I₂ = kU

• przykładowe obliczenia

I₂ = 144.345*0.00178

I₂ =0.256935649

3.a Pomiar prądu dla szczelin

Szczelina	Lp	I1	U	I2	I2 (cęgi)
mm		A	V	A	A
0.3	1	0.2	0.00121	0.174	0.201
	2	0.15	0.00092	0.132	0.150
	3	0.10	0.0006	0.086	0.102
0.6	1	0.2	0.00096	0.132	0.161
	2	0.15	0.00072	0.103	0.122
	3	0.10	0.00049	0.072	0.82
0.9	1	0.2	0.00081	0.116	0.138
	2	0.15	0.00061	0.088	0.109
	3	0.10	0.00042	0.06	0.71

Tabela 3.1

3.a.1 Obliczenia prądu dla szczelin

I₂=k*U

• przykładowe obliczenia

I₂= 144.345*0.00121

I₂=0.174

4.Pomiar natężenia pola elektrycznego

Szczelina	Lp	I1	Napięcie	Natężenie pola elek.	Jśr	I2 (cęgi)
			U WEW	U ZEW	E WEW	E ZEW
mm		A	V	V/m	A/m^2	A
0.9	1	0.2	0.00196	0.00189	0.00196	0.00189
	2	0.15	0.00157	0.00150	0.00157	0.00150
	3	0.10	0.00103	0.00100	0.00103	0.00100
0.6	1	0.2	0.00245	0.00233	0.00245	0.00233
	2	0.15	0.00198	0.00179	0.00198	0.00179
	3	0.10	0.00125	0.00123	0.00125	0.00123
0.3	1	0.2	0.00301	0.00294	0.00301	0.00294
	2	0.15	0.00229	0.00222	0.00229	0.00222
	3	0.10	0.00163	0.00149	0.00163	0.00149
0	1	0.2	0.00450	0.00424	0.00450	0.00424
	2	0.15	0.00382	0.00357	0.00382	0.00357
	3	0.10	0.00286	0.00264	0.00286	0.00264

Tabela 4

4.1 Obliczenia E oraz J

E = U/l

E_śr = (E_zew + E_wew )/2

J_śr = E_śr* ϒ

• przykładowe obliczenia

l=1 cm

ϒ=0.2*10^-6

E _WEW= U _WEW/l E _ZEW= U _ZEW/l

E _WEW= 0.00196/1 E _ZEW=0.00189/1

E _WEW=0.00196 E _ZEW=0.00189

E_śr = (0.00196+0.00189)/2 J_śr= 0.01925* 0.2*10^-6

E_śr =0.01925 J_śr= 0.00385

5. Sprawdzenie prawa przepływu z pierścieniem oraz bez pierścienia.

a) Prawo przepływu z pierścieniem

Szczelina	I1	U1	Ua	Ub ZEW	Uc	Ud	Ue	Ub WEW
mm	A	V	mV
0	0.2	225	2.51	4.35	2.71	0.6	2	3.53
0	0.15	190	1.62	3.41	1.79	0.44	1.36	2.71
0	0.10	140	1.24	2.38	0.95	0.23	0.95	1.90
0.3	0.15	110	0.88	3.82	0.57	0.15	2.69	3.35
0.6	0.15	95	0.81	3.79	0.32	0.19	3.28	3.36
0.9	0.15	90	0.71	3.81	0.28	0.18	3.29	3.41

Tabela 5.a

5.a.1 Obliczenia prawa przepływu

U_µa+ U_{µb ZEW}+ U_µc+ U_µd+ U_µe+ U_{µb WEW} = Θ

b) Prawo przepływu bez pierścienia

Szczelina	I1	U1	Ua	Ub	Uc	Ud	Ue
mm	A	V	mV
0	0.2	235	2.57	3.98	2.85	0.41	2.6
0	0.15	200	1.38	3.02	1.88	0.49	2.02
0	0.10	155	1.10	2.07	1.06	0.42	1.03
0.3	0.15	130	0.95	3.62	0.59	0.21	2.64
0.6	0.15	100	0.76	3.57	0.34	0.18	3.0
0.9	0.15	80.5	0.8	3.5	0.42	0.11	3.08

Tabela 5.b

5. Wnioski

Celem ćwiczenia było wyznaczyć stałą pasa Rogowskiego, dokonać pomiarów prądów pasa Rogowskiego oraz pomiarów natężenia pole elektrycznego za pomocą odpowiedniej sondy.

Wyniki ćwiczenia można uznać w większości za prawidłowe. Można było zaobserwować wpływ szczeliny powietrznej w obwodzie magnetycznym transformatora na zmniejszenie natężenia prądu w uzwojeniu wtórnym.