POLITECHNIKA LUBELSKA W LUBLINI E	LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI
		ĆWICZENIE Nr. 5
	Jamróz Przemysław Kawka Jacek	EZ. 3.1	20-11-2005r.	Ocena:
					Semestr III
Temat: OBWODY MAGNETYCZNE

1. Wyznaczanie dynamicznej charakterystyki magnesowania.

Schemat układu do oscylografowania pętli histerezy.

Przekrój czynny rdzenia	SFe= 13 cm^2
Średnia długość linii strumienia w rdzeniu	lśr= 44 cm
Rezystancja opornika pomiarowego	R1= 3,9 Ω
Liczba zwojów uzwojenia wzbudzonego Pomiarowego	z1= 1100 z2= 130
Parametry układu całkującego	R2= 12 kΩ C2= 2 μF
Czułość wejścia „X” oscyloskopu Czułość wejścia „Y” oscyloskopu	Sx= 2 cm/v Sy= 0,5 cm/v

2. Badanie nierozgałęzionego obwodu magnetycznego. Wyznaczanie charakterystyki magnesowania prądem przemiennym.

Schemat połączeń układu do wyznaczania charakterystyki magnesowania.

zl	zp	l	SFe
---	---	m	m^2
600	1100	0,33	0,00123

Pomiary					Obliczenia
Lp.	U1	I1	Up	Ka	m	Hm		Bm
		V	A	V	---	A	A/m	10^-5 Wb	T
		δ  0
1	30	0,01	18	1,41	8,46	25,36	7,37	0,06
2	44	0,02	24	1,41	16,92	51,27	9,828	0,08
3	100	0,065	53	1,41	54,99	166,6	21,7	0,176
4	120	0,08	62	1,41	67,68	205,1	25,39	0,206
5	140	0,09	72	1,41	76,14	230,72	29,48	0,24
6	160	0,11	83	1,41	93,06	282	33,99	0,276
7	188	0,13	98	1,41	109,98	333,27	40,13	0,326
8	200	0,14	104	1,41	118,44	358,9	42,59	0,346
9	210	0,16	114	1,41	135,36	464,73	46,68	0,38

Ponadto należy założyć , że współczynnik wypełnienia k=0,9.

Charakterystykę magnesowania obwodu magnetycznego wyznaczamy w układzie pomiarowym ,wykonując pomiary prądu i napięcia po stronie pierwotnej oraz napięcia wtórnego . Wartość maksymalną indukcji magnetycznej wyznacza się na podstawie wskazań woltomierza V ,przyłączonego do uzwojenia zasilającego (pierwotnego) :

,

gdzie dodatkowo f to częstotliwość napięcia zasilającego obwód prądem o przebiegu sinusoidalnym (f=50 Hz). Wykorzystując prawo przepływu można obliczyć natężenie pola magnetycznego :

,

gdzie to współczynnik amplitudy prądu zasilającego;

to wartość szczytowa prądu;

to średnia długość drogi strumienia w obwodzie magnetycznym.

Obliczenia: δ = 0; Lp.1

Pomiary					Obliczenia
Lp.	U1	I1	Up	ka	m	Hm		Bm
		V	A	V	---	A	A/m	10^-5 Wb	T
		δ  0,35
1	36	0,05	17	1,41	42,3	128,18	6,96	0,056
2	60	0,08	29	1,41	67,68	205,09	11,87	0,096
3	80	0,1	38	1,41	84,6	256,36	15,56	0,126
4	100	0,14	48	1,41	118,44	358,36	19,65	0,159
5	120	0,17	58	1,41	143,82	435,82	23,75	0,193
6	140	0,2	68	1,41	169,2	512,73	27,84	0,226
7	160	0,23	78	1,41	194,58	589,64	31,94	0,259
8	180	0,26	88	1,41	219,96	666,55	36,04	0,292
9	200	0,29	98	1,41	245,34	743,45	40,13	0,326
10	210	0,32	106	1,41	270,72	820,36	43,41	0,353

Pomiary					Obliczenia
Lp.	U1	I1	Up	Ka	m	Hm		Bm
		V	A	V	---	A	A/m	Wb	T
		δ  0,7
1	50	0,1	23	1,41	84,6	256,36	9,42	0,0765
2	70	0,14	32	1,41	118,44	358,91	13,1	0,107
3	82	0,17	38	1,41	143,82	435,82	15,56	0,127
4	100	0,21	46	1,41	177,66	538,36	18,84	0,153
5	120	0,25	55	1,41	211,5	640,91	22,52	0,183
6	140	0,29	64	1,41	245,34	743,45	26,21	0,213
7	160	0,33	74	1,41	279,18	846	30,30	0,246
8	180	0,38	83	1,41	321,48	974,18	33,99	0,276
9	200	0,42	92	1,41	355,32	1076,72	37,67	0,306
10	210	0,46	100	1,41	389,16	1170,18	40,95	0,333

3. Badanie rozgałęzionego obwodu obwodu magnetycznego.

Układ pomiarowy do badania obwodu magnetycznego.

Z1	zp1	zp2	zp3	S1	S2	S3	l1	l2	l3
---	---	---	---	10^-3 m^2	10^-3 m^2	10^-3 m^2	m	m	m
324	586	586	586	2,1	2,1	2,1	0,183	0,473	0,473

Lp.	Pomiary						Obliczenia
		I1	ka	U1	Up1	Up2	Up3	Hm				Bm
		A	---	V	V	V	V	A/m	Wb	Wb	Wb	T
1	0,05	1,41	20	36	16	14	34,82	0,00027	0,00015	0,00012	0,128
2	0,06	1,41	40	70	30	28	41,78	0,00054	0,00023	0,00021	0,257
3	0,08	1,41	60	108	44	42	55,71	0,00083	0,00034	0,00032	0,395
4	0,11	1,41	80	142	58	56	76,6	0,00109	0,00046	0,00043	0,519
5	0,14	1,41	100	180	88	84	97,5	0,00138	0,00068	0,00065	0,657
6	0,18	1,41	120	210	104	100	125,35	0,00161	0,0008	0,00077	0,767

Przykłady obliczeń:

Punkt na charakterystyce					
		Wb	Wb	Wb	Wb	%
A	0,00027	0,00015	0,00012	0	0
B	0,00083	0,00034	0,00032	0,00017	62
C	0,00138	0,00068	0,00065	0,00005	3,6

Sprawdzenie I prawa Kirchoffa przeprowadzane jest poprzez obliczenie sumy strumieni z uwzględnieniem ich znaku dla punktów A,B,C na krzywej magnesowania ,przy czym :

Punkt ch-ki			B		H z ch-ki magnes.		U Napięcia Magnet.				
																		Obl.	dane
				B1	B2	H1	H2	H1l1	H2l2	U  U	I1kaz1
		Wb	Wb	T	T	A/m	A/m	A	A	A	A	%
A	0,00027	0,00015	0,128	0,071	20,922	14	3,829	6,622	10,451	13,72	23,8
B	0,00083	0,00034	0,395	0,162	27,955	21	5,116	9,933	15,049	18,34	17,9
C	0,00138	0,00068	0,657	0,324	71,616	38	13,106	17,974	31,08	46,98	32,5

Sprawdzanie II prawa Kirchoffa przeprowadzane jest w oczku obwodu wzdłuż drogi „l1” i „l2” dla punktów A,B,C na krzywej magnesowania .Wykorzystując wartości strumieni indukcji można określić indukcje magnetyczne w poszczególnych elementach obwodu, zaś z krzywej magnesowania odpowiadające im wartości natężenia pola magnetycznego .Błąd względny obliczany jest ze wzoru :

Punkt Ch-ki				R	R	R	Rab	R
		H/m	H/m	H/m	1/H	1/H	1/H	1/H	1/H
A	0,0032	0,0027	0,0027	27232	83422	83422	41711	110654
B	0,0046	0,0027	0,0027	18944	83422	83422	41711	60655
C	0,0066	0,005	0,005	13203	45048	45048	22524	35727

Punkt ch-ki		Uab				
		Wb	A	Wb	Wb	Wb	%
A	0,00012	13,28	0,00016	0,00016	-0,0002	-0,02
B	0,0003	12,51	0,00015	0,00015	0	0
C	0,00131	29,62	0,00066	0,00066	-0,00001	-0,001

4.Wnioski:

Uniwersalną charakterystyką materiału magnetycznego jest pętla histerezy. Rozróżnia się materiały magnetycznie miękkie i magnetycznie twarde.

Materiały magnetycznie twarde mają szeroką pętlę histerezy i są stosowane do wytwarzania magnesów trwałych.

Materiały magnetycznie miękkie charakteryzują się dóżą przenikalnością względną i wąską pętlą histerezy.

Jeżeli zwiększymy szczelinę powietrzną w rdzeniu to wydłuży się pętli histerezy. Zależy to od zmiany średniej długości drogi strumienia magnetycznego w rdzeniu oraz wzrasta prąd w cewce magnesującej rdzeń. Według wzoru:

H_m jest większe dla szczeliny powietrznej 0,7 niż dla szczeliny powietrznej 0,3.

W obwodzie magnetycznym rozgałęzionym zachowane są dwa prawa Kirchhoffa. Napięcie na cewce z_p2 jest dwa razy wyższe niż na cewkach z_p1 i z_p3. Z zasady zachowania prawa Kirchhoffa wynika że strumień φ₂ jest dwa razy większy niż strumień φ₁ i φ₃.

Dokładność obliczeń jest obarczona błędem odczytu z mierników oraz jakością połączeń podczas wykonywania ćwiczenia. Od przyjętych zaokrągleń podczas obliczeń zależą wykresy B=f(H), ponieważ B i H są obliczane.

CHARAKTERYSTYKA MAGNESOWANIA

do pkt.2

CHARAKTERYSTYKA MAGNESOWANIA

Do pkt.3

1

1

---