POLITECHNIKA LUBELSKA w LUBLINIE			LABORATORIUM Ćwiczenie Nr 2
Nazwisko : Gładyszewski Grądzki Jończyk	Imię : Sławek Marcin Jakub	Semestr IV	Grupa E.D.4.4	Rok akadem. 1997/98
Temat ćwiczenia: Badanie pola elektromagnetycznego cewki cylindrycznej					Data wykonania 27.02.98	Ocena:

Skalowanie sondy do pomiaru natężenia pola magnetycznego.

Natężenie pola magnetycznego w cewce rzeczywistej określona jest zależnością:

gdzie: natężenie w cewce długiej.

Długa cewka cylindryczna: l=4,95 cm; d=71,2 mm;

z=261; k=0,99

Stała sądy dla cewki dużej:

Schemat pomiarowy

Dla cewki małej: k_s=351,8

Pomiar rozkładu natężenia pola magnetycznego wzdłuż osi podłużnej cewki.

l=49,5cm	d=71,1mm		k=0,99
z=261zw			I=4A
Lp.	x	Us	H	Lp.	X	Us	H
	cm	mV	A/m		cm	mV	A/m
1	-1	0,5	193,35	27	26	5,4	2088,18
2	0	1,49	576,183	28	27	5,41	2092,047
3	1	2,17	839,139	29	28	5,41	2092,047
4	3	2,71	1047,957	30	29	5,42	2095,914
5	4	3,56	1376,652	31	30	5,43	2099,781
6	5	4,13	1597,071	32	31	5,43	2099,781
7	6	4,52	1747,884	33	32	5,46	2111,382
8	7	4,77	1844,559	34	33	5,44	2103,648
9	8	4,93	1906,431	35	34	5,44	2103,648
10	9	5,03	1945,101	36	35	5,43	2099,781
11	10	5,1	1972,17	37	36	5,41	2092,047
12	11	5,15	1991,505	38	37	5,4	2088,18
13	12	5,2	2010,84	39	38	5,39	2084,313
14	13	5,21	2014,707	40	39	5,38	2080,446
15	14	5,22	2018,574	41	40	5,35	2068,845
16	15	5,23	2022,441	42	41	5,31	2053,377
17	16	5,29	2045,643	43	42	5,31	2053,377
18	17	5,32	2057,244	44	43	5,26	2034,042
19	18	5,33	2061,111	45	44	5,19	2006,973
20	19	5,34	2064,978	46	45	5,1	1972,17
21	20	5,35	2068,845	47	46	4,99	1929,633
22	21	5,36	2072,712	48	47	4,77	1844,559
23	22	5,38	2080,446	49	48	4,55	1759,485
24	23	5,39	2084,313	50	49	4,09	1581,603
25	24	5,4	2088,18	51	50	3,54	1368,918
26	25	5,4	2088,18	52	51	2,77	1071,159

Cewka mała

l=20,2cm	d=71,2mm		k=0,95
z=101zw			I=4A
Lp.	x	Us	H	Lp.	x	Us	H
	cm	mV	A/m		cm	mV	A/m
1	-	0,64	225,152	14	12	5,58	1963,044
2	0	1,27	446,786	15	13	5,59	1966,562
3	1	1,84	647,312	16	14	5,55	1952,49
4	2	2,44	858,392	17	15	5,5	1934,9
5	3	3,12	1097,616	18	16	5,41	1903,238
6	4	3,78	1329,804	19	17	5,32	1871,576
7	5	4,36	1533,848	20	18	5,17	1818,806
8	6	4,79	1685,122	21	19	4,85	1706,23
9	7	5,08	1787,144	22	20	4,48	1576,064
10	8	5,24	1843,432	23	21	3,84	1350,912
11	9	5,36	1885,648	24	22	3,16	1111,688
12	10	5,43	1910,274	25	23	2,29	805,622
13	11	5,45	1917,31	26	24	1,6	562,88

gdzie: H=k_s*U_s

Na podstawie pomiarów otrzymaliśmy rozkład natężenia pola magnetycznego H=f(x)

Rozkład natężenia pola magnetycznego w cewce długiej i krótkiej.

Wartość natężenia pola magnetycznego w centrum cewki

natomiast na brzegu cewki

-dla cewki długiej:

-dla cewki krótkiej:

Pomiar rozkładu natężenia pola magnetycznego wzdłuż osi poprzecznej cewki.

Cewka duża Cewka mała

	y	Us	H			y	Us	H
	[cm]	[mV]	[A/m.]			[cm]	[mV]	[A/m.]
	0	5,46	2111,4			0	5,42	1906,8
	0.5	5,58	2157,8			0.5	5,44	1913,8
	1	5,53	2138,5			1	5,45	1917,3
	1.5	5,52	2134,6			1.5	5,46	1920,8
	2	5,61	2169,4			2	5,47	1924,3

Rozkład natężenia w cewce wzdłuż osi poprzecznej

Pomiar rozkładu strumienia wzdłuż osi podłużnej cewki.

Lp.	x	Ezew	zew	Ewew	wew		Lp.	x	Ewew	wew
-	[cm]	[mV]	[Wb]	[V]	[Wb]		-	[cm]	[mV]	[Wb]
1	0	29,61	9,5	0,816	262,5		1	0	437	140,6
2	1	35	11,2	0,938	301,8		2	1	557	179,2
3	2	38,5	12,3	1,006	323,6		3	2	742	238,7
4	3	40,3	129	1,046	336,5		4	3	895	287,9
5	4	42,1	13,5	1,074	345,5		5	4	972	312,7
6	5	43,14	13,8	1,091	351		6	5	1026	330,1
7	6	44,09	14,1	1,110	357,1		7	6	1067	343,3
8	7	44,74	14,3	1,120	360,3		8	7	1110	357,1
9	8	44,86	14,4	1,133	364,5		9	8	1120	360,3
10	9	45,35	14,5	1,139	366,4		10	9	1122	361
11	10	45,84	14,7	1,143	367,7		11	10	1124	361,6
12	11	46,16	14,8	1,151	370,3		12	11	1121	360,6
13	12	46,31	14,9	1,154	371,2		13	12	1117	359,3
14	13	45,92	14,7	1,155	371,6		14	13	1106	355,8
15	14	46,24	14,8	1,165	374,8		15	14	1090	350,7
16	15	46,09	14,8	1,150	370,0		16	15	1072	344,9
17	16	46,32	14,9	1,160	373,2		17	16	1030	331,4
18	17	46,28	14,8	1,168	375,8		18	17	971	312,4
19	18	46,57	14,9	1,170	376,4		19	18	880	283,1
20	19	46,08	14,8	1,166	375,1		20	19	742	238,7
21	20	46,03	14,8	1,164	374,5		21	20	512	164,7
22	21	45,88	14,7	1,150	370,0		22	21	327	105,2
23	22	46,17	14,8	1,148	369,3
24	23	46,21	14,8	1,156	371,9
25	24	46,27	14,8	1,163	374,1
26	25	45,74	14,7	1,161	373,5
27	26	45,83	14,7	1,158	372,5
28	27	46,31	14,9	1,157	372,2
29	28	46,33	14,9	1,155	371,6
30	29	45,87	14,7	1,151	370,3
31	30	45,7	14,7	1,152	370,6
32	31	45,69	14,7	1,145	368,4
33	32	45,89	14,7	1,144	368
34	33	45,68	14,6	1,138	366,1
35	34	45,54	14,6	1,136	365,5
36	35	45,45	14,6	1,137	365,8
37	36	45,37	14,5	1,133	364,5
38	37	45,27	14,5	1,132	364,2
39	38	45,1	14,5	1,125	361,9
40	39	44,58	14,3	1,115	358,7
41	40	44,28	14,2	1,107	356,1
42	41	43,74	14,0	1,088	350
43	42	43,16	13,8	1,063	342
44	43	42,7	13,7	1,020	328,1
45	44	41,21	13,2	0,963	309,8
46	45	39,52	12,7	0,865	278,3
47	46	37	11,9	0,715	230
48	47	33,71	10,8	0,553	177,9
49	48	29,62	9,5	0,360	115,8

Cewka duża Cewka mała

Na podstawie tabelek wykreśliliśmy charakterystyki rozkładu strumienia f(x):

Charakterystyka Φzew=f(x) dla cewki dużej

Charakterystyka Φwew=f(x) dla cewki małej

Charakterystyka Φwew=f(x) dla cewki małej

Strumień obliczaliśmy według wzoru:

Pomiar indukcyjności cewki.

Pomiary przeprowadzaliśmy na układzie przedstawionym na poniższym rysunku:

Cewka duża Cewka mała

Lp.	U	I	P.	L		Lp.	U	I	P.	L
-	V	A	W	μH		-	V	A	W	μH
1	3,2	6	15	1059,5		1	1,7	6	10	177,6
2	2,7	5	12,5	649,1		2	1,5	5	7,5	0
3	2,2	4	7,5	915,6		3	2	4	5	124,3

Wykonanie bilansu napięć magnetycznych

Bilans przeprowadzamy dla dłuższej z cewek

1. Napięcie magnetyczne wewnętrzne:

W celu obliczenia U_w podzieliliśmy krzywą H=f(x) na odcinki ΔX=2cm

H_x*ΔX:

2. Napięcie magnetyczne zewnętrzne

Wnioski

Pomiar rozkładu natężenia pola magnetycznego wzdłuż osi podłużnej cewki.

Dla obu cewek max. natężenia występuje w ich środkach i jest porównywalne. Natężenie maleje wraz z oddalaniem się od środka cewek i jest najmniejsze na ich końcach. Tak więc wielkość cewki nie ma wpływu na rozkład natężenia pola magnetycznego wzdłuż osi podłużnej.

Pomiar rozkładu natężenia pola magnetycznego wzdłuż osi poprzecznej cewki.

Natężenie to ma rozkład prawie stały dla obu cewek przy czym wartość natężenia dla cewki dużej jest większe.

Pomiar rozkładu strumienia wzdłuż osi podłużnej cewki.

W przypadku strumienia wewnętrznego dla obu cewek max. strumień jest w ich środku i ma porównywalną wartość. Wraz z oddalaniem się od środka strumień maleje przy czym na końcu cewki dużej wartość strumienia jest większa. Rozkład strumienia zewnętrznego jest podobny tzn. max strumień występuje w środku cewki, różnica polega tylko na tym że strumień ten osiąga dużo mniejsze wartości.

---