Laboratorium Podstaw Elektrotechniki Politechniki Lubelskiej

Wykonawcy						Symbol grupy ED 4.5
Data wyk. Ćwiczenia 21.04.97		Symbol ćwiczenia: 9		Temat zadania Badanie układów o promieniowym rozkładzie natężenia pola magnetycznego.
	ZALICZENIE			Ocena	Data	Podpis

Cel ćwiczenia:

Wykonanie pomiarów składowych natężenia pola magnetycznego w funkcji promienia dla dwóch rodzajów materiałów przewodzących: żelaza i aluminium, oraz wykonanie pomiarów rozkładu strumienia magnetycznego w funkcji promienia (dla żelaza) .

Przyrządy użyte w ćwiczeniu:

• watomierz nr 2132, EP 43.3/689

• amperomierz nr 3403074, EP 43.3/367

• woltomierz cyfrowy V541

• woltomierz nr 34072, EP 43.3/689

Schemat układu pomiarowego.

Wyniki pomiarów i obliczeń:

1. Pomiar składowych pola elektromagnetycznego w funkcji promienia dla płyty aluminiowej, przy prądzie: I = 3A.

Tabela pomiarowa.

R [cm]	Es [mV]	En [mV]
3	1,87	0,98	1	1
4	1,65	0,82	0,88	0,84
5	1,36	0,77	0,73	0,79
6	1,24	0,75	0,66	0,77
7	1,07	0,72	0,57	0,73
8	0,93	0,7	0,50	0,71
9	0,84	0,7	0,45	0,71
10	0,77	0,68	0,41	0,69
11	0,72	0,64	0,39	0,65
12	0,69	0,6	0,37	0,61
13	0,67	0,53	0,36	0,54
14	0,67	0,48	0,36	0,49
15	0,60	0,32	0,32	0,33
16	0,51	0,26	0.27	0,27
17	1.4	1.4	0.26	0.35

2. Pomiar składowych pola elektromagnetycznego w funkcji promienia dla płyty stalowej, przy prądzie I = 3A.

Tabela pomiarowa.

R [cm]	Es [mV]	En [mV]
3	4.8	1.8	1	1
4	4	1.4	0.83	0.78
5	3.7	1.35	0.77	0.75
6	3.3	1.3	0.69	0.72
7	3.1	1.25	0.65	0.69
8	2.9	1.2	0.6	0.67
9	2.8	1.15	0.58	0.64
10	2.6	1.15	0.54	0.64
11	2.55	1.1	0.53	0.61
12	2.5	1.05	0.52	0.58
13	2.45	1	0.51	0.56
14	2.4	0.9	0.5	0.5
15	2.2	0.8	0.46	0.44
16	2	0.7	0.42	0.39
17	1.7	0.6	0.35	0.33

3. Pomiar rozkładu strumienia pola magnetycznego w funkcji promienia dla płyt stalowych, przy prądzie I=3A.

Tabela pomiarowa.

R [cm]	E [V]	ρ [mWb]
4	0,18	0,811
4.5	0199	0,896
5	0,216	0,973
5.5	0,223	1,0
6	0,228	1,027
6.5	0,231	1,041
7	0,233	1,05
7.5	0,234	1,054
8	0,235	1,059
9	0,236	1,063
10	0,236	1,063
11	0,236	1,063
12	0,234	1,054
13	0,229	1,032
14	0,223	1,005
15	0,212	0,955

Strumień obliczony z zależności:

skąd:

Przykładowo, dla pierwszego pomiaru:

4. Pomiary obciążeniowe.

Tabela pomiarowa.

I	[A]	1	2	3	4	5	6
U	[V]	48	84	114	140	164	186
P	[W]	25	95	192	315	470	630
er1	[V]	0,077	0,135	0,179	0,219	0,255	0,287
er2	[V]	0,09	0,157	0,21	0,258	0,30	0,336
PCu	[W]	0,54	2,16	4,86	8,64	13,5	19,44
P2=P- PCu	[W]	24,46	92,84	187,14	306,36	456,5	610,56
r1	[mWb]	0,347	0,608	0,86	0,986	1,149	1,293
z1=U/I1	[	48	42	38	35	32,8	31
Rw=P2/	[	0,509	0,552	0,547	0,547	0,557	0,547
Xw=Q2/	[	4,064	1,016	0,452	0,254	0,163	0,113
Xs1=X-Xw	[	36,91	39,958	40,522	40,72	40,811	40,861
cos=P/U1I1	-	0,521	0,565	0,561	0,562	0,573	0,564
Brdz=r1/Srdzenia	[T]	0,090	0,158	0,209	0,256	0,298	0,336
=I2/z1	[A]	2,433	2,780	3,073	3,336	3,560	3,767

Przykładowe obliczenia:

S = ·0.035²m² = 3.85·10^-3m²

Wykresy:

Zależność składowej stycznej natężenia pola elektromagnetycznego w funkcji promienia dla płyty aluminiowej i stalowej.

Wykres składowych stycznych pola elektromagnetycznego w funkcji promienia dla płyty aluminiowej i stalowej.

Wykres składowych normalnych pola elektromagnetycznego w funkcji promienia dla płyty aluminiowej i stalowej.

Zależność strumienia magnetycznego w funkcji promienia dla płyty stalowej.

Zależność mocy w funkcji strumienia magnetycznego dla płyty stalowej.

Zależność rezystancji w funkcji strumienia magnetycznego dla płyty stalowej.

Zależność reaktancji w funkcji strumienia magnetycznego dla płyty stalowej.

Zależność mocy w funkcji napięcia dla płyty stalowej.

Wnioski:

Wykresy zależności H_r/H_r1 ( amplitud natężenia pola magnetycznego w funkcji promienia) dla płyty stalowej są bardzo podobne do znajdujących się w instrukcji, natomiast dla płyty aluminiowej nieznacznie odbiegają od przykładowego wykresu. Rozbieżności te mogą być spowodowane pewną niedokładnością pomiarów, jak też przyrządów pomiarowych.

Prąd płyt sprowadzony do uzwojenia wzbudnika stosunkowo duży ( tzn. o około 2-3 rzędu wielkości od prądu płynącego w uzwojeniu wzbudnika). Powstawanie tak znacznego prądu, w połączeniu z niewielkimi oporami płyt powoduje, że płyty te znacznie się nagrzewają, dlatego też pomiary należało wykonywać jak najszybciej. Aby otrzymywać dokładne wyniki należy między każdymi pomiarami odczekać, aby płyta ostygła, ponieważ podczas nagrzewania płyta zmienia swoją rezystancję, powodując zmiany wyników pomiarów w stosunku do warunków znamionowych.

Obserwując wyniki otrzymane w pomiarach i obliczeniach, można zauważyć, że straty mocy wydzielanej w rdzeniach wzbudników są bardzo małe dlatego można je zaniedbać przy dalszych obliczeniach.

---