Temat: Badanie cewki z rdzeniem ferromagnetycznym (dławik)

  1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest poznanie właściwości rdzeni wykonanych z materiałów magnetycznych oraz ich wpływ na elektryczne właściwości cewek indukcyjnych a rdzeniem.

  1. Program ćwiczenia

  1. Wyznaczenie charakterystyki dławika przy prądzie zmiennym

Schemat zbudowanego układu

  1. Kompensacja mocy biernej.

Schemat badanego układu

  1. Pomiary:

Ad a) Wyznaczenie charakterystyki dławika przy prądzie zmiennym

Napięcie zasilające zmieniamy od wartości 50 V do 250V, odczytując wskazania mierników. Po ostatnim odczycie należy zmniejszyć napięcie do zera. Pozostawienie na dłużej dławika zasilanego napięciem powyżej 200V może spowodować nadmierne jego nagrzewanie.

Lp

U

I

P

Z

cosφ

XL

R

L

V

A

W

Ω

-

Ω

Ω

H

1

50

0,034

0

1470,58824

0

1470,58824

0

4,68340202

2

70

0,048

0,5

1458,33333

0,14881

1442,09607

217,0139

5,28378969

3

90

0,063

0,75

1428,57143

0,132275

1416,01863

188,9645

5,11141115

4

110

0,082

1,5

1341,46341

0,166297

1322,78446

223,0815

4,92314001

5

130

0,105

2

1238,09524

0,14652

1224,73333

181,4059

4,47815039

6

150

0,13

2,5

1153,84615

0,128205

1144,32424

147,929

4,11545615

7

170

0,161

3

1055,90062

0,109609

1049,53858

115,7363

3,71106643

8

190

0,201

4

945,273632

0,104739

940,07434

99,00745

3,30917767

9

210

0,255

5,5

823,529412

0,102708

819,174239

84,58285

2,8782073

10

230

0,347

7

662,824207

0,087708

660,269816

58,13519

2,28791403

11

250

0,496

13

504,032258

0,104839

501,254656

52,84209

1,76463932

Z=U/I XL=Zsinφ R=Zcosφ

cosφ = P/UI L=X/2πf X= XL +R

0x01 graphic

Wykres 1. Charakterystyki I, P, L w funkcji napięcia zasilającego

0x01 graphic

Wykres 2. Charakterystyki I, P, L i R w funkcji napięcia zasilającego

(jeden wykres z R)

Ad b) Kompensacja mocy biernej

Do układu jak w pkt a) dodajemy kondensator i sprawdzamy jak zmienia się napięcie i moc.

Tabela dla przyłączonego kondensatora

Lp

U

I

P

cosφ

S

V

A

W

-

VA

1

130

0,097

1,5

0,118953

12,61

2

150

0,102

2

0,130719

15,3

3

170

0,103

3

0,171331

17,51

4

190

0,094

4

0,223964

17,86

5

210

0,092

5,5

0,284679

19,32

6

230

0,13

7

0,234114

29,9

7

250

0,23

12

0,208696

57,5

Tabela bez podłączonego kondensatora, dla porównania mocy biernej i cosφ

Lp

U

I

P

cosφ

S

V

A

W

-

VA

5

130

0,105

2

0,14652

13,65

6

150

0,13

2,5

0,128205

19,5

7

170

0,161

3

0,109609

27,37

8

190

0,201

4

0,104739

38,19

9

210

0,255

5,5

0,102708

53,55

10

230

0,347

7

0,087708

79,81

11

250

0,496

13

0,104839

124

  1. Wnioski

Indukcyjność cewki jest zależna, od napięcia prądu zasilającego. Dołączenie do obwodu kondensatora powoduje zmniejszenie współczynnika mocy cosφ, a tym samym przy pomiarach od 170V obserwujemy znaczne zmniejszenie się mocy biernej, jest ona nawet 2 razy mniejsza niż w układzie bez kondensatora.

Małe wartości mocy czynnej są wynikiem faktu, że w idealnym dławiku jej wartość powinna być równa zero.

Badany dławik w znacznym stopniu odbiega od idealnego, występują w nim znaczne opory rezystancyjne (ok. kilkudziesięciu do nawet kilkuset omów)