Sprawozdanie

z

Pracowni

Elektrycznej

nr .7

Zespół Szkół Elektronicznych

Rzeszów

ZSE w Rzeszowie	Pracownia elektryczna	1996/97
Sprawozdanie z ćwiczenia nr 8.		kl. II a	GD/I/2
Data wykonania ćwiczenia 29.11.1996 r.	Pomiary indukcyjności.	Data wykonania sprawozdania 4.12.1996 r.	Ocena

I. Przepisy BHP.

Wykonując ćwiczenia należy zachować jak najdalej idące środki ostrożności zabezpieczające przed porażeniem lub innym wypadkiem. Chwila nieuwagi lub lekkomyślny żart może spowodować śmierć lub kalectwo.

W szczególności nie należy:

1. Dotykać przewodów przyrządów a zwłaszcza nieizolowanych ich części po włączeniu pod

napięcie.

2. Dotykać bez istotnej potrzeby części uziemiającej urządzeń wodociągowych, urządzeń CO,

oraz opierać się o nie w czasie wykonywania ćwiczenia.

3. Zbliżać się do wirujących części maszyn.

Obwód pomiarowy należy budować w ten sposób aby między zestawem przyrządów a źródłem prądu zawsze znajdował się wyłącznik umożliwiający szybkie wyłączenie obwodu. W czasie ćwiczenia jeden z ćwiczących uczniów powinien zajmować miejsce w pobliżu wyłącznika wyłączającego cały układ. Przed wykonaniem jakichkolwiek czynności przy urządzeniach elektrycznych zastanowić się dokładnie co należy uczynić by zapewnić bezpieczeństwo pracy dla siebie i kolegów. Nie wykonywać żadnych manipulacji bez dokładnego rozeznania układu elektrycznego i zgody nauczyciela. Zwiększyć ostrożność w dni deszczowe i dżdżyste. Uczniowie którzy nie dostosują się do powyższego regulaminu w zależności od stopnia przewinienia zostaną odpowiednio ukarani aż do wydalenia ze szkoły włącznie, oraz pokrycia kosztów uszkodzenia urządzeń pracowni.

II. Spis przyrządów.

1. Autotransformator 200/E.

2. Amperomierz magnetoelektryczny służący do pomiaru natężenia prądu stałego pracujący w

położeniu poziomym, sprawdzony napięciem probierczym izolacji 3 kV, klasie dokładności

0,5.

3. Woltomierz magnetoelektryczny służący do pomiaru napięcia prądu stałego pracujący w

położeniu poziomym, sprawdzany napięciem probierczym izolacji o napięciu 3 kV, klasie

dokładności 0,5.

4. Woltomierz elektromagnetyczny służący do pomiaru napięcia prądu zmiennego pracujący w

położeniu poziomym, sprawdzany napięciem probierczym izolacji 2 kV, klasie dokładności

0,5.

5. Watomierz ferrodynamiczny służący do pomiaru mocy prądu stałego i zmiennego pracujący

w położeniu poziomym, sprawdzany napięciem probierczym izolacji 2 kV, klasie dokładności 0,5.

6. Amperomierz elektromagnetyczny służący do pomiaru natężenia prądu zmiennego pracujący

w położeniu poziomym, sprawdzony napięciem probierczym izolacji 2 kV, klasie dokładności

0,5.

7. Cewka L = 14,4 mH , R = 11,2 

8. Cewka z rdzeniem.

9. 2 cewki sprzężone magnetycznie: 1 cewka L = 8,1 mH , R = 1,8  ; 2 cewka L = 0,3 mH ,

R = 0,2 .

III. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest poznanie metod technicznych pomiaru indukcyjności, jak również sprawdzenie słuszności wzorów na indukcyjność zastępczą układu cewek oraz poznanie metod mostkowych pomiaru indukcyjności.

VI. Przebieg ćwiczenia.

1. Pomiary indukcyjności cewki rdzeniowej.

Schemat układu.

I

A W

∼220V A. tr. V

Należy najpierw wyznaczyć rezystancję cewki ze wzoru

następnie indukcyjność
gdzie
;
.

- bez szczeliny

P	I	U	R	Z	XL	L
W	A	V				mH
1	0,23	50	18,9	217,4	216,6	687,9
2	0,39	80	13,1	205,1	204,7	651,9
4	0,59	110	11,5	186,4	186,04	592,5
12	1,062	140	10,6	131,8	131,4	418,5
30	1,235	170	19,7	137,7	136,2	433,8
56	1,9	200	15,5	105,2	104,05	331,4

f = 50 Hz

- ze szczeliną

P	I	U	R	Z	XL	L
W	A	V				mH
3,75	0,64	50	9,2	78,1	77,6	247,1
9	1,08	80	7,7	74,1	73,7	234,7
18	1,675	110	6,4	65,7	65,4	208,3
24	2	123	6	61,5	61,2	194,9

f = 50 Hz

- bez szczeliny

- ze szczeliną

2. Pomiaru indukcji cewki bezrdzeniowej.

Schemat układu.

A

∼220 V

A.tr. V

Rezystancję cewki można zmierzyć mostkiem, amperomierzem lub metodą techniczną, następnie wyznaczyć indukcyjność
gdzie
;

I		U	R	Z	XL	L
A		V				mH
	0,65	10	11,2	14,8	9,6	30,6
1.	1	15	11,2	15	9,9	31,5
	1,4	20	11,2	14,3	8,9	28,3
	2,5	10	1,8	4	3,5	11,1
2.	4	15	1,8	3,75	3,2	10,2
	5,6	20	1,8	3,57	3,1	9,8

f = 50 Hz

3. Wyznaczanie indukcyjności wzajemnej.

Przy połączeniu szeregowym cewek sprzężonych magnetycznie indukcyjność zastępcza wynosi:

- przy połączeniu posobnym

L₁ L₂

+M

- przy połączeniu przeciwsobnym

L₁ L₂

-M

Indukcyjność wzajemną możemy obliczyć ze wzoru:
.

4. Pomiary indukcyjności własnej i wzajemnej mostkiem Maxwella.

Do pomiaru indukcyjności własnej i wzajemnej cewek można stosować mostek Maxwella. Mostek jest zasilany z generatora napięcia sinusoidalnego o częstotliwości najczęściej

100 MHz. Napięcie zasilające wynosi na ogół kilka wolt. W jednym --> [Author:j
] ramieniu jest umieszczona cewka badana o indukcyjności L_X i rezystancji uzwojenia R_X, w drugim jest cewka wzorcowa o indukcyjności L_W i rezystancji R_W połączona szeregowo z rezystorem nastawnym R₂. Pozostałe gałęzie mostka zawierają rezystor R₁ i rezystor nastawny R₃.

Mostek doprowadza się do równowagi zmieniając rezystancję rezystorów R₂ i R₃. Stan równowagi sygnalizuje wskaźnik zera. W stanie równowagi mostka obowiązuje zależność:
oraz

Schemat mostka.

Z_X Z_W

L_X R_X R_W L_W R₃

W_Z

generator

--> [Author:j
]

V. Wnioski.

1. Do pomiaru indukcyjności własnej cewki służą metody:

- metoda techniczna

- mostkiem fabrycznym RLC

- Mostkiem Maxwella.

2. Pomiar indukcyjności cewki rdzeniowej najlepiej jest wykonać za pomocą watomierza,

woltomierza i amperomierza. Rezystancję cewki można obliczyć ze wzoru
, a

indukcyjność
;
.

Dla cewki rdzeniowej, dla Przypadku gdy nie występuje szczelina i gdy jest szczelina w

rdzeniu, zachodzi zależność, że wraz ze wzrostem prądu indukcyjność cewki maleje przy

czym gdy nie ma szczeliny to indukcyjność maleje szybciej niż w przypadku gdy występuje

szczelina .

3. W pomiarze indukcyjności cewki bezrdzeniowej obowiązuje zasada, że rezystancją cewki

można mierzyć dowolnym mostkiem lub metodą techniczną.

4. Indukcyjność wzajemną dwóch cewek połączonych szeregowo możemy obliczyć ze wzoru

gdzie:

L' - indukcyjność tych cewek przy połączeniu posobnym
,

L” - indukcyjność tych cewek przy połączeniu przeciwsobnym
.

Do wykonania sprawozdania użyto programów:

- MS WORD 6.0 dla WINDOWS 95,

- MS EXCEL 7.0 dla WINDOWS 95,

- MS Edytor równań 2.0 dla WINDOWS 95.

---