Laboratorium Metrologii
Politechnika Lubelska w Lublinie
Temat: Wyznaczanie stratności magnetycznej oraz krzywych magnesowania aparatem Epsteina
- Grzegorz Tatkiewicz - Artur Szymański

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową, działaniem oraz możliwym zastosowaniem urządzenia w celach przemysłowych.

Spis przyrządów:

• woltomierz magnetoelektryczny V_śr – zakres 75; klasa dokł. 0,5

• woltomierz elektromagnetyczny V – zakres 75; klasa dokł 0,5

• Aparat Epsteina 25cm – z₁=700zw. Z₂=700zw.

• generator zasilający WG-PN-54/E-04450

Typ PW-12 10V

• amperomierz elektromagnetyczny – zakres 1; klasa dokł. 0,5

A	1	2
mΩ	950	240
µH	620	150

• watomierz – Klasa 0,5; zakresy: 300V

1A

45-65-400Hz

0,5A	R=0,6Ω	L=0,6mH
1A	R=0,15Ω	L=0,15mH

• układ zasilania aparatu Epsteina

U_zn=0,7V

f=30-300Hz

Schemat pierwszego układu pomiarowego

Tabela pomiarowa dla przełącznika w pozycji 0:

Lp.	I[A]	U[V]	Im
1	0,1	5	0,14
2	0,2	11,5	0,28
3	0,3	16,5	0,42
4	0,4	22	0,57
5	0,5	27	0,71
6	0,6	33	0,85
7	0,7	39	0,99
8	0,8	44,5	1,13
9	0,9	50	1,27
10	1	55,5	1,41

Wzór oraz przykładowe obliczenia (dla natężenia prądu = 1):

$$Im = I\sqrt{2} = 1*\sqrt{2} = 1,41$$

Tabela pomiarowa dla przełącznika w pozycji 1-1:

Lp.	I[A]	U[V]	Im
1	0,1	18,5	0,14
2	0,15	30,5	0,21
3	0,2	38,5	0,28
4	0,25	42,5	0,35
5	0,3	45	0,42
6	0,35	46	0,49
7	0,4	47	0,57
8	0,45	47,5	0,64
9	0,5	48	0,71

Tabela pomiarowa dla przełącznika w pozycji 2-2:

Lp.	I[A]	U[V]	Im
1	0,1	5	0,14
2	0,15	7	0,21
3	0,2	11,5	0,28
4	0,25	17	0,35
5	0,3	22	0,42
6	0,35	27,5	0,49
7	0,4	33	0,57
8	0,45	39	0,64
9	0,5	44,5	0,71

Schemat drugiego układu pomiarowego:

Tabela pomiarów.

Lp.	I	Im	Bm	Hm	Ū	Ũ	W
	[A]	[A]	[T]	[A/m]	[V]	[V]	[W]
1	0,37	0,52	1	387,23	31,94	35,48	23
2	0,53	0,75	1,5	558	47,91	53,23	25

Dane do obliczeń i przykładowe obliczenia

• masa brutto próbki (razem z izolacją) ,

• udział wagowy izolacji ,

• zawartość krzemu w próbce ,

• częstotliwość napięcia ,

• rezystancja uzwojenia wtórnego aparatu ,

• rezystancja woltomierza wartości średniej na zakresie 75V ,

• rezystancja watomierza na zakresie 75V ,

• liczba zwojów uzwojeń aparatu ,

• długość średniej drogi magnetycznej

$B_{m} = \frac{U_{2sr}}{{4fsz}_{2}}1\frac{R_{2}}{R_{\text{obc}}} = \frac{30}{4*50*2,23*10^{- 4}*700}1\frac{2,13}{12500} = 0,609T$

Wnioski .

Do pomiaru stratności magnetycznej stosowany jest 25 cm aparat Epsteina. Stratność magnetyczna materiałów ferromagnetycznych, które są stosowane jako rdzenie w urządzeniach prądu przemiennego, jest jednym z podstawowych parametrów. Są to straty mocy odniesione do 1 kg występujące w rdzeniu podczas okresowego ich przemagnesowania; wymiarem zaś jest 1 W/kg. Pomiaru tychże strat dokonujemy watomierzem o małym cosinusie znamionowym, dzięki czemu możemy uzyskać duże wychylenia watomierza.