POLITECHNIKA LUBELSKA w LUBLINIE |
||
LABORATORIUM PODSTAW ELEKTRONIKI |
Ćwicz. nr 3 |
|
TEMAT: Badanie pola elektromagnetycznego cewki cylindrycznej z przewodzącym rdzeniem. |
DATA: 1997.02.25 |
|
WYKONAŁ: Szafraniec Remigiusz |
GRUPA: ED 4.1 |
OCENA: |
1.Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest badanie cewki długiej zawierającej rdzeń długi lity z materiału przewodzącego.
2.Podstawy teoretyczne:
W ćwiczeniu dokonano pomiaru natężenia pola magnetycznego . Pomiary te mają na celu wyznaczenie rozkładu składowej stycznej i normalnej natężenia pola magnetycznego na powierzchni wsadów. Przy określaniu rozkładów pola magnetycznego posłużyliśmy się sondami wykonanymi w ten sposób, że napięcie indukowane w nich jest zależne od kierunku wektora natężenia pola magnetycznego.
Do obliczenia indukcji wykorzystano wzory:
HSO=CSUS HNO=CNUN
U-wartość skuteczna napięcia indukowana w sądzie
CS,CN- stałe sond pomiarowych
Przy pomiarze rozkładu strumienia magnetycznego posłużyliśmy się sondą pierścieniową obejmującą cewkę. W ten sposób wyznaczyliśmy strumień skojarzony z układem cewka-rdzeń. Pomiary strumienia we wsadach wykonujemy za pomocą sond nawiniętych bezpośrednio na wsady.
Wartość strumienia magnetycznego wyznaczamy ze wzoru:
napięcie indukowane w sondzie
pulsacja
z-liczba zwojów
3.Wykonanie ćwiczenia.
Pomiary dokonujemy w układzie jak na rysunku:
Tabele pomiarowe:
Tabela pomiarowa dotycząca porównania cewki ze wsadem jednolitym i zblachowanym:
Rodzaj wsadu |
|
Jednolity |
Zblachowany |
I |
A |
6 |
0,6 |
U |
V |
9,4 |
14 |
P |
W |
20 |
10 |
Tabela pomiarowa dotycząca pomiarów rozkładu strumienia magnetycznego skojarzonego
z cewką i rdzeniem:
Lp. |
x |
U1 |
Φ1 |
U2 |
Φ2 |
|
cm |
V |
Wb |
V |
Wb |
|
1,5 |
0,228 |
7,34E-05 |
0,0777 |
0,000025 |
|
4,5 |
0,345 |
0,000111 |
0,0956 |
3,08E-05 |
|
7,5 |
0,41 |
0,000132 |
0,1059 |
3,41E-05 |
|
10,5 |
0,441 |
0,000142 |
0,1372 |
4,41E-05 |
|
13,5 |
0,442 |
0,000142 |
0,1991 |
6,41E-05 |
|
16,5 |
0,425 |
0,000137 |
0,357 |
0,000115 |
|
19,5 |
0,38 |
0,000122 |
0,511 |
0,000164 |
|
22,5 |
0,242 |
7,79E-05 |
0,61 |
0,000196 |
|
1,5 |
0,228 |
7,34E-05 |
0,0661 |
2,13E-05 |
|
4,5 |
0,349 |
0,000112 |
0,0804 |
2,59E-05 |
|
7,5 |
0,416 |
0,000134 |
0,0835 |
2,69E-05 |
|
10,5 |
0,448 |
0,000144 |
0,0872 |
2,81E-05 |
|
13,5 |
0,446 |
0,000144 |
0,0905 |
2,91E-05 |
|
16,5 |
0,331 |
0,000106 |
0,0953 |
3,07E-05 |
|
19,5 |
0,346 |
0,000111 |
0,105 |
3,38E-05 |
|
22,5 |
0,236 |
7,59E-05 |
0,1272 |
4,09E-05 |
|
1,5 |
0,0524 |
1,69E-05 |
0,23 |
714,84 |
|
4,5 |
0,0252 |
8,11E-06 |
0,404 |
1255,632 |
|
7,5 |
0,0197 |
6,34E-06 |
0,552 |
1715,616 |
|
10,5 |
0,0182 |
5,86E-06 |
0,637 |
1979,796 |
|
13,5 |
0,0154 |
4,95E-06 |
0,674 |
2094,792 |
|
16,5 |
0,0166 |
5,34E-06 |
0,662 |
2057,496 |
|
19,5 |
0,0151 |
4,86E-06 |
0,602 |
1871,016 |
|
22,5 |
0,0262 |
8,43E-06 |
0,485 |
1507,38 |
Tabela pomiarowa dotycząca pomiarów rozkładu pola magnetycznego na powierzchni wsadów:
Lp. |
x |
UN |
US |
HNO |
HSO |
I |
U |
P |
PW |
|
cm |
V |
V |
A/m |
A/m |
A |
V |
W |
W |
1.Wsad stalowy krótki. |
16 |
0,45 |
1,25 |
998,55 |
6960 |
|
|
|
|
|
17 |
1,05 |
1,9 |
2329,95 |
10579,2 |
|
|
|
|
|
18 |
4,14 |
0,23 |
9186,66 |
1280,64 |
|
|
|
|
|
20 |
2,05 |
0,05 |
4548,95 |
278,4 |
|
|
|
|
|
22 |
1,3 |
0,08 |
2884,7 |
445,44 |
3 |
9,5 |
20 |
15,05 |
|
24 |
0,85 |
0,11 |
1886,15 |
612,48 |
|
|
|
|
|
26 |
0,47 |
0,12 |
1042,93 |
668,16 |
|
|
|
|
|
28 |
0,16 |
0,14 |
355,04 |
779,52 |
|
|
|
|
|
30 |
0,04 |
0,16 |
88,76 |
890,88 |
|
|
|
|
|
32 |
0,22 |
0,15 |
488,18 |
835,2 |
|
|
|
|
|
2 |
0,91 |
0,04 |
2019,29 |
222,72 |
|
|
|
|
2.Wsad stalowy długi. |
3 |
0,95 |
0,05 |
2108,05 |
278,4 |
|
|
|
|
|
5 |
0,85 |
0,06 |
1886,15 |
334,08 |
|
|
|
|
|
7 |
0,7 |
0,08 |
1553,3 |
445,44 |
|
|
|
|
|
8 |
0,65 |
0,08 |
1442,35 |
445,44 |
|
|
|
|
|
10 |
0,53 |
0,09 |
1176,07 |
501,12 |
|
|
|
|
|
12 |
0,44 |
0,1 |
976,36 |
556,8 |
|
|
|
|
|
14 |
0,36 |
0,11 |
798,84 |
612,48 |
3 |
15 |
10 |
5,05 |
|
16 |
0,28 |
0,12 |
621,32 |
668,16 |
|
|
|
|
|
18 |
0,22 |
0,13 |
488,18 |
723,84 |
|
|
|
|
|
20 |
0,15 |
0,14 |
332,85 |
779,52 |
|
|
|
|
|
22 |
0,11 |
0,15 |
244,09 |
835,2 |
|
|
|
|
|
24 |
0,06 |
0,15 |
133,14 |
835,2 |
|
|
|
|
|
26 |
0,02 |
0,14 |
44,38 |
779,52 |
|
|
|
|
|
28 |
0,03 |
0,15 |
66,57 |
835,2 |
|
|
|
|
|
30 |
0,06 |
0,15 |
133,14 |
835,2 |
|
|
|
|
|
16 |
0,05 |
0,2 |
110,95 |
1113,6 |
|
|
|
|
3,Wsad aluminiowy. |
17 |
0,04 |
0,2 |
88,76 |
1113,6 |
|
|
|
|
|
18 |
0,02 |
0,21 |
44,38 |
1169,28 |
|
|
|
|
|
20 |
0,06 |
0,21 |
133,14 |
1169,28 |
|
|
|
|
|
22 |
0,06 |
0,21 |
133,14 |
1169,28 |
3 |
3 |
2,5 |
0,1 |
|
24 |
0,06 |
0,21 |
133,14 |
1169,28 |
|
|
|
|
|
26 |
0,06 |
0,21 |
133,14 |
1169,28 |
|
|
|
|
|
28 |
0,06 |
0,2 |
133,14 |
1113,6 |
|
|
|
|
|
30 |
0,07 |
0,2 |
155,33 |
1113,6 |
|
|
|
|
Lp. |
x |
U |
U |
H |
H |
I |
U |
P. |
P. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4,Wsad aluminiowo-stalowy. |
5 |
0,06 |
0,11 |
133,14 |
612,48 |
|
|
|
|
|
7 |
0,03 |
0,15 |
66,57 |
835,2 |
|
|
|
|
|
8 |
0,02 |
0,16 |
44,38 |
890,88 |
|
|
|
|
|
10 |
0,02 |
0,17 |
44,38 |
946,56 |
|
|
|
|
|
12 |
0,02 |
0,17 |
44,38 |
946,56 |
|
|
|
|
|
14 |
0,02 |
0,18 |
44,38 |
1002,24 |
|
|
|
|
|
16 |
0,02 |
0,18 |
44,38 |
1002,24 |
|
|
|
|
|
18 |
0,03 |
0,19 |
66,57 |
1057,92 |
|
|
|
|
|
20 |
0,03 |
0,2 |
66,57 |
1113,6 |
|
|
|
|
|
22 |
0,03 |
0,22 |
66,57 |
1224,96 |
|
|
|
|
|
24 |
0,04 |
0,25 |
88,76 |
1392 |
|
|
|
|
|
26 |
0,04 |
0,32 |
88,76 |
1781,76 |
|
|
|
|
|
27 |
0,02 |
0,38 |
44,38 |
2115,84 |
|
|
|
|
|
28 |
0,06 |
0,48 |
133,14 |
2672,64 |
|
|
|
|
|
29 |
0,23 |
0,68 |
510,37 |
3786,24 |
|
|
|
|
|
30 |
0,75 |
0,51 |
1664,25 |
2839,68 |
|
|
|
|
|
31 |
1,35 |
0,03 |
2995,65 |
167,04 |
|
|
|
|
|
32 |
0,98 |
0 |
2174,62 |
0 |
|
|
|
|
|
33 |
0,76 |
0 |
1686,44 |
0 |
|
|
|
|
|
34 |
0,62 |
0 |
1375,78 |
0 |
|
|
|
|
|
36 |
0,38 |
0 |
843,22 |
0 |
|
|
|
|
|
38 |
0,19 |
0,01 |
421,61 |
55,68 |
|
|
|
|
|
40 |
0,04 |
0,01 |
88,76 |
55,68 |
|
|
|
|
|
45 |
0,16 |
0,01 |
355,04 |
55,68 |
|
|
|
|
Charakterystyki:
Charakterystyki rozkładu składowej normalnej natężenia pola magnetycznego dla badanych wsadów:
Charakterystyki rozkładu składowej stycznej natężenia pola magnetycznego dla badanych wsadów:
Charakterystyki rozkładu strumienia magnetycznego skojarzonego z cewką i rdzeniem dla badanych wsadów:
Charakterystyki napięciowe dla poszczególnych wsadów:
Charakterystyka rozkładu gęstości prądu na powierzchni metalu: