LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI POLITECHNIKA RADOMSKA im. Kazimierza Pułaskiego
TEMAT: Badanie obwodów magnetycznie sprzężonych		PROWADZĄCY: mgr inż. Z. Nowakowski	DATA: 25.03.1998
WYKONALI:	Pawłowski Sławomir Kurek Wiesław Szkudlarek Karol	OCENA:	GRUPA 25a

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z metodami wyznaczania indukcyjności wzajemnej i zastosowaniem metody eliminacji sprzężeń.

Przebieg ćwiczenia:

1) Wyznaczanie indukcyjności własnych cewek.

Uwagi	Nr	Pomiar				Obliczenia
		R	f[Hz]	U[V]	I [A]	Z	X	L
bez rdz.	1	67,6	50	38,28	0,4	95,7	68,1	0,22
	2	20	50	8,36	0,4	20,9	6,4	0,02
z rdz.	1	67,6	50	80,1	0,4	200	188,1	0,6
	2	20	50	36,02	0,4	90,1	87,7	0,28

2. Wyznaczanie współczynnika sprzężenia metodą pomiaru napięcia indukowanego.

Uwagi	Pomiar				Obliczenia
	Δl	I1[A]	U2[V]	f[Hz]	M.[mH]	K
	0	0,4	0,11	50	0,0009	0,0135
bez rez.	50	0,4	1,43	50	0,0114	0,165
	100	0,4	3,4	50	0,0271	0,4
	0	0,4	0,98	50	0,0078	0,019
z rdz.	50	0,4	22,5	50	0,1791	0,43
	100	0,4	35,5	50	0,2822	0,688

3) Wyznaczanie współczynnika sprzężenia metodą szeregowego łączenia cewek.

		Pomiary				Obliczenia
		Sprzężenie
Rdzeń	Δl	dodatnie		ujemne		M	K
		U	I	U	I
	[%]	[V]	[A]	[V]	[A]	[H]	[-]
nie	0	51	0.4	49	0.4	0,011	0,126
nie	50	53	0.4	48	0.4	0,028	0,320
nie	100	55	0.4	46	0.4	0,051	0,582
tak	0	98	0.4	77	0.4	0,094	0,216
tak	50	131	0.4	64	0.4	0,296	0,666
tak	100	149	0.4	52	0.4	0,434	0,976

4) Badanie układu cewek sprzężonych magnetycznie połączonych równolegle.

		Pomiary				Obliczenia
Sprzężenie	Rdzeń	U	I	I1	I2	I	I1	I2
		[V]	[mA]	[mA]	[mA]	[mA]	[mA]	[mA]
dodatnie	nie	8.5	0.47	0.09	0.4	627	124	540
dodatnie	tak	8.64	0.5	0.10	0.4	471	107	364
ujemne	nie	36.0	0.38	0.06	0.4	688	132	559
ujemne	tak	14.0	0.65	0.26	0.4	444	164	280

Obliczenia:

Obliczenia przeprowadzono metodą eliminacji sprzężeń dla maksymalnego stopnia sprzężenia.

Rdzeń	R1	R2	X1	X2	MŚR	XM
---	[Ω]	[Ω]	[Ω]	[Ω]	[H]	[Ω]
nie	66,9	20	78	9,7	0,0395	12,4
tak	66,9	20	210	93	0,36	113

gdzie dla sprzężenia: bez rdzenia z rdzeniem

(+) Z₁=R₁+j(X₁-X_M) Z₁=66,9+j65,6 [Ω] Z₁=66,9-j35 [Ω]

(+) Z₂=R₂+j(X₂-X_M) Z₂=20-j2,7[Ω] Z₂=20-j20 [Ω]

(+) Z₃=jX_M Z₃=j12,4 [Ω] Z₃=j113 [Ω]

(-) Z₁=R₁+j(X₁+X_M) Z₁=66,9+j90,4 [Ω] Z₁=66,9+j323 [Ω]

(-) Z₂=R₂+j(X₂+X_M) Z₂=20+j22,1 [Ω] Z₂=20+j206 [Ω]

(-) Z₃=(- jX_M) Z₃=-j12,4 [Ω] Z₃=-j113 [Ω]

Sprzężenie	Rdzeń	I	I1	I2
---	---	[mA]	[mA]	[mA]
dodatnie	nie	627⋅e^-j23,68^°	124⋅e^-j65,64^°	540⋅e^-j14,79^°
dodatnie	tak	471⋅e^-j80,56^°	107⋅e^-j80,94^°	364⋅e^-j80,45^°
ujemne	nie	688⋅e^-j10,72^°	132⋅e^-j23,32^°	559⋅e^-j7,75^°
ujemne	tak	444⋅e^-j64,95^°	164⋅e^-j59,93^°	280⋅e^-j67,89^°

Wnioski:

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z różnymi metodami wyznaczania indukcyjności wzajemnej cewek, współczynnika sprzężenia oraz zastosowaniem i sprawdzeniem metody eliminacji sprzężeń.

Podczas pomiarów indukcyjności wzajemnej zauważyliśmy dość duże różnice w rezultatach obu metod. Jest to szczególnie widoczne dla cewek z rdzeniem. Jest to zapewne spowodowane nieliniowością charakterystyki napięciowo - prądowej cewki z rdzeniem ferromagnetycznym (dławika). Nieliniowość dławika wynika z nieliniowości przenikalności magnetycznej rdzenia ferromagnetycznego w funkcji natężenia pola magnetycznego. Ze wzrostem natężenia, czyli ze zwiększaniem się prądu magnesującego w uzwojeniu, przenikalność rdzenia ferromagnetycznego maleje i maleje w związku z tym indukcyjność cewki. Ze wzrostem prądu maleje więc impedancja dławika. Tak więc pomiar indukcyjności cewek z rdzeniem oraz ich impedancji (reaktancji) wiąże się z dużym błędem powielanym w kolejnych punktach ćwiczenia.

Celowość stosowania analitycznej metody eliminacji sprzężeń potwierdziła się pomimo występowania stosunkowo dużych różnic w porównaniu z rezultatami pomiarów.

3

5

---