0Zakład Systemów Informatycznych i Trakcyjnych w Transporcie	Imiona i nazwiska ćwiczących 1. 2. 3 4. 5.	Rok	Grupa	Zespół
LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI			Dzień:		Godz
Ćwiczenie 3. Badanie cewek sprzężonych magnetycznie			Data wykonania ćwiczenia .
				Podpis prowadzącego

Długości cewek: l₁ = 110 mm, l₂ = 80 mm

3.1. Pomiar rezystancji cewek

Nr cewki	Lp.	Pomiary		Obliczenia
				U	I	Rx	Rśr	R
				V	mA	Ω	Ω	Ω
	1	1	16.91	57.4	294.6	306.5	(R1) 306.5
		2	27.41	83	330.2
		3	46	156.1	294.7
	2	1	14.81	51.6	287			287.2	(R2) 287.2
		2	22.98	80	287.2
		3	35.56	123.8	287.2

;
;
; R_A = 0 Ω .

3.2. Wyznaczenie indukcyjności własnej cewek

I. Cewki z prętem najgrubszym w położeniu 0 mm

Nr cewki	Lp.	Pomiary		Obliczenia
				U	I	Zx	Zśr	X	L
				V	mA	Ω	Ω	Ω	H
	1	1	16.96	6.5	2609	2907	(X1) 2890	(L1) 9.21
		2	35.89	11.9	3016
		3	52.3	16.9	3095
	2	1	20	17.9	1117				1143	(X2) 1106	(L2) 3.52
		2	39.5	34.1	1158
		3	51.9	45	1153

II. Cewki bez włożonego pręta

Nr cewki	Lp.	Pomiary		Obliczenia
				U	I	Zx	Zśr	X	L
				V	mA	Ω	Ω	Ω	H
	1	1	21.16	53.2	397.7	398.1	(X1) 254	(L1) 0.81
		2	39.9	99.8	399.8
		3	56.5	142.4	396.8
	2	1	19.1	38.3	498.7				497.7	(X2) 406.4	(L2) 1.29
		2	38.89	78	498.6
		3	57.2	115.4	495.7

;
;
;
.

3.3. Wyznaczenie indukcyjności wzajemnej cewek

I. Cewki z włożonym prętem (w położeniu - jak poprzednio)

		Pomiary						Obliczenia
Lp.	l	I1	U2M	I2	U1M	kl	XM12	XM21	XM	M	k
	mm	A	V	A	V						-
1	0,00	0,02	18,43	0,04	44,20	0,00	1071,51	1062,50	1067,01	3,40	36,22
2	10,00	0,02	18,64	0,04	40,70	105,26	986,24	980,72	983,48	3,13	33,39
3	20,00	0,02	18,85	0,04	36,64	210,53	884,98	882,89	883,93	2,82	30,01
4	30,00	0,02	19,05	0,04	31,89	315,79	768,15	766,59	767,37	2,44	26,05
5	40,00	0,03	19,07	0,04	26,98	421,05	646,44	648,56	647,50	2,06	21,98
6	50,00	0,04	18,74	0,04	21,75	526,32	520,56	522,84	521,70	1,66	17,71

II. Cewki bez włożonego pręta

		Pomiary						Obliczenia
Lp.	l	I1	U2M	I2	U1M	kl	XM12	XM21	XM	M	k
	mm	A	V	A	V						-
1	0,00	0,10	16,57	0,08	13,38	0,00	167,37	167,46	167,42	0,53	5,68
2	10,00	0,10	15,17	0,08	12,36	105,26	153,23	154,50	153,87	0,49	5,22
3	20,00	0,10	13,50	0,08	10,91	210,53	136,50	136,55	136,52	0,43	4,63
4	30,00	0,10	11,73	0,08	9,45	315,79	118,84	118,27	118,56	0,38	4,02
5	40,00	0,10	9,75	0,08	7,84	421,05	98,48	98,12	98,30	0,31	3,34
6	50,00	0,10	7,70	0,08	6,25	526,32	77,94	78,13	78,03	0,25	2,65

;
;
;
;
;
.

3.4. Wyznaczenie zacisków jednoimiennych

Układ	Pomiary		Wniosek
		U	I	Zaciski jednoimienne	Zaciski różnoimienne
		V	mA
I	39,9	58,4	x1- x2, y1-y2			x1- y2, x2- y1
II	40	34,4

3.5. Wyznaczenie impedancji układów cewek z prętem (jak poprzednio)

	Pomiary			Obliczenia
Układ	U	I	Z	X	XM	XM
	V	mA				
a	40,1	7,7	5,207792	#LICZBA!	#LICZBA!	(XM(a,b)) #LICZBA!
b	40	33,9	1,179941	#LICZBA!	#LICZBA!
c	40	41,2	0,970874	(dodatkowa analiza)
d	39,3	185,8	0,211518

;
;
;
;
.

Obliczenia dla połączenia równoległego

= 155 Ω

= 324 Ω

= 42 Ω

Jak widać otrzymaliśmy bardzo zbliżoną wartość reaktancji wzajemnej X_M(d,c) w porównaniu do połączenia szeregowego. X_M(a,b) Jak widzimy nie jest to zależne od rodzaju połączenia. Znacznie natomiast różnią się, o cały rząd wielkości poszczególne reaktancje X_M(c), X_M(d), w porównaniu do wyników dla połączenia szeregowego.

Na powyższym wykresie dokładnie widać jak duży wpływ na wyniki ma umieszczenie stalowego pręta wewnątrz badanych cewek. Identyczne obserwacje można zauważyć w punkcie 3.2 oraz 3.3. Daje nam to jasno do zrozumienia, że gdy chcemy polepszyć własności indukcyjne naszej cewki należy skorzystać z rdzenia. Widać również, że układ cewek w którym użyto rdzenia jest bardziej podatny na zmiany ustawienia poszczególnych cewek niż układ w którym nie zastosowano stalowego pręta.

Wyprowadzenie wzoru do obliczenia impedancji zastępczej cewek sprzężonych magnetycznie połączonych ze sobą równolegle:

2907 Ω

= 1143 Ω

= 820 Ω

Jak widać wartości Z₁ oraz Z₂ są identyczne jak dla obliczeń w punkcie 3.2 co nie powinno dziwić gdyż w obu przypadkach korzysta się z tych samych danych. Pokazuje to również minimalny wpływ reaktancji wzajemnej cewek na wynik dla pojedyńczej cewki. Wynik ten jest jednak znacząco rozbieżny od wyniku otrzymanego w punktach c i d podpunktu 3.5

Patrząc na wyniki zadania 3.5 można zauważyć, że różnica indukcyjności wzajemnej dla połączenia szeregowego nie jest diametralnie różna w zależności czy używamy ustawienia zgodnego, czy przeciwsobnego. Oczywiście występuje ona, jednak różnice nie są bardzo duże w porównaniu do rządu wartości którymi się operuje.

---