ćwiczenie nr.5, SPRAWOZDANIA czyjeś

WYDZIAŁ ZARZĄDZANIA

I PODSTAW TECHNIKI

W.T.4.3

LABORATORIUM Z

ELEKTROTECHNIKI

Ćwiczenie nr 5

Temat: Obwody elektryczne z rdzeniami ferromagnetycznymi.

Ćwiczenie wykonali:

Mieleszczuk Robert

Skowronek Michał

Mariusz Niemiec

Łapin Jakub

Lublin 2000

1.Przebieg ćwiczenia.

2.1. Przekaźnik kontaktronowy

W punkcie pierwszym ćwiczenia badaliśmy wpływ pola magnetycznego cewki na załączanie i wyłączanie kontaktronu. Kontaktron jest urządzeniem składającym się z dwóch płaskich sprężyn wykonanych z ferromagnetyka. Sprężyny te są zakończone zestykami pokrytymi szlachetnym metalem a całość zatopiona jest w szklanej rurce. Pole magnetyczne wytwarzane przez cewkę powoduje, że sprężyny kontaktronu zostają namagnesowane przeciwnymi ładunkami, które przyciągają się wzajemnie co doprowadza do zwarcia styków i zamknięcia obwodu. Moment zetknięcia i rozwarcia się styków zależy od pola magnetycznego cewki, które zależy od napięcia zasilającego cewkę. Napięcie załączenia kontaktronu wynosi 11,8, a napięcie wyłączenia 6V. Napięcie załączenia jest większe od napięcia wyłączenia ponieważ aby doszło do załączenia trzeba pokonać opór stawiany przez sprężyny, natomiast gdy dojdzie już do załączenia sprężyny utrzymywane są poprzez siłę magnetyczną, która działa między nimi

Napięcie włączenia		Napięcie wyłączenia		Napięcie znamionowe
U₁	U₁/U_n	U₂	U₂/U_n	U	I	P	Iz*
V	-	V	-	V	mA	W	A
11,8	0,49	6	0,25	24	8,5	0,204	123,25

Z =14500

Układ pomiarowy do badania przekaźnika kontaktronowego.

2.2. Przekaźnik czasowy elektromagnetyczny.

W punkcie drugim ćwiczenia badaliśmy przekaźnik czasowy, w którym wykorzystane jest zjawisko narastania lub zanikania strumienia elektromagnetycznego. W przekaźnikach tego rodzaju wykorzystuje się elektromagnesy ze zwojem tłumiącym. Tłumienie jakie zapewnia taki pierścień zależy od stałej czasowej T=L/R. Po załączeniu układu szybkość narastania w nim prądu wynosi

a po odłączeniu zasilania prąd maleje według zależności:

Ponieważ podczas wyłączania obwód magnetyczny jest zamknięty , reluktancja obwodu magnetycznego mała, indukcyjność własna duża, stała czasowa duża, szybkość zanikania strumienia mała, zwłoka czasowa duża.

Zwłoka podczas załączania wynosi 0,06s przy napięciu 220V i przy napięciu 190V. Różnica w zwłokach wynika z różnych napięć zasilających, ponieważ prąd narastania zależy od tego napięcia.

Zwłoka podczas wyłączania wyniosła 0,51s przy napięciu 220V i 0,49s przy napięciu 190V, różnica ta jest powodowana tym iż w pierwszym przypadku wytworzyła się większa siła elektromotoryczna samoindukcji.

U	Opóźnienie załączenia	Opóźnienie wyłączenia
V	s	s
220	0,06	0,51
190	0,06	0,49

Układ elektryczny do pomiaru zwłoki czasowej przekaźnika elektromagnetycznego.

Cewka w obwodzie prądu przemienionego.

W punkcie trzecim badaliśmy cewkę w obwodzie prądu przemiennego. Na podstawie badań można stwierdzić, że na parametry cewki ma wpływ rodzaj zastosowanego rdzenia. W zależności od jego rodzaju cewka ma różną rezystancję i reaktancję, pobiera również różną moc i może pracować przy innych wartościach napięcia. Rezystancja R_cu jest rezystancją uzwojenia cewki mierzoną przy prądzie stałym, natomiast rezystancja R przedstawia straty mocy w uzwojeniu i rdzeniu dla poszczególnych przypadków. Z dołączonych wykresów możemy odczytać, że dla tych samych wartości napięcia rezystancja cewki jest największa dla cewki z dużą szczeliną powietrzną, a najmniejsza dla cewki z rdzeniem zamkniętym. Reaktancja natomiast jest największa dla cewki z małą szczeliną powietrzną a najmniejsza dla cewki z dużą szczeliną. Z wykresów U=f(I) widzimy że napięcie narasta najszybciej gdy mamy małą szczelinę, a najwolniej gdy mamy dużą szczelinę.

Przypadek „a”.

Lp.	Pomiary			Obliczenia				R cewki
		U	I	P	Z	R	X_L	cosϕ	R_Cu
		V	A	W	Ω	Ω	Ω		Ω
1	60	0,075	1,5	800	266,6	754,2	0,333	12,4
2	80	0,105	2,5	761,9	226,7	727,4	0,297
3	120	0,165	6	727,2	220,3	693	0,302
4	160	0,23	11	695,6	207,9	663,8	0,298
5	200	0,32	15,5	625	151,3	606,4	0,242
6	220	0,365	18,5	602,7	138,8	586,5	0,230
7	240	0,42	22	571,4	124,7	557,6	0,218

Przypadek „b”.

Lp.	Pomiary			Obliczenia				R cewki
		U	I	P	Z	R	X_L	cosϕ	R_Cu
		V	A	W	Ω	Ω	Ω		Ω
1	60	0,13	3,5	461,5	207,1	412,4	0,448	12,4
2	80	0,18	6	444,4	185,1	404	0,416
3	120	0,29	12,5	413,7	148,6	386,1	0,359
4	160	0,435	21	367,8	110,9	350,6	0,301
5	200	0,61	32,5	327,8	87,3	315,9	0,266
6	220	0,71	39	309,8	77,3	300	0,249
7	240	0,80	46	300	71,8	291,2	0,239

Przypadek „c”.

Lp.	Pomiary			Obliczenia				R cewki
		U	I	P	Z	R	X_L	cosϕ	R_Cu
		V	A	W	Ω	Ω	Ω		Ω
1	20	0,13	0,5	153,8	29,58	150,9	0,192	12,4
2	40	0,26	2	153,8	29,58	150,9	0,192
3	60	0,38	4	157,9	27,7	155,4	0,175
4	80	0,52	7,5	153,8	27,7	151,3	0,180
5	100	0,64	12	156,25	29,2	153,5	0,186
6	120	0,78	17	153,8	27,9	151,2	0,181
7	140	0,91	23,5	153,8	28,4	151,1	0,184

	Jedn.	Przypadek „a”	Przypadek „b”	Przypadek „c”
R_Cu	Ω	12,4
R	Ω
X_L	Ω

Jedn. Prąd	A	%
I_c=I_n
I_b
I_a

Układ pomiarowy cewki w układzie prądu przemiennego.

Badanie stycznika.

W punkcie czwartym ćwiczenia badaliśmy stycznik. Z otrzymanych wyników widać, że napięcie przyciągania jest mniejsze od znamionowego napięcia stycznika. Napięcie odpadania natomiast jest mniejsze od napięcia przyciąganie. Napięcie zasilające cewkę powoduje załączanie i wyłączanie stycznika. Stycznik najlepiej pracuje przy wartościach znamionowych prądu i napięcia, ale może również pracować przy nieco niższych wartościach. Przy zbyt niskim napięciu zasilającym stycznik będzie na przemian włączał się i wyłączał.