LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI POLITECHNIKA RADOMSKA im. Kazimierza Pułaskiego
TEMAT: Badanie obwodów magnetycznie sprzężonych		PROWADZĄCY:	DATA:
WYKONALI:		OCENA:	GRUPA

Cel ćwiczenia:

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

Przebieg ćwiczenia:

1) Wyznaczanie indukcyjności własnych cewek.

		Pomiary				Obliczenia
Rdzeń	Cewka	R	f	U	I	Z	X	L
		[Ω]	[Hz]	[V]	[A]	[Ω]	[Ω]	[H]
nie	2	67,6	50	10	0.46	21,7	64,0	0,204
nie	1	20	50	43	0.46	93,5	91,3	0,291
tak	2	67,6	50	40	0.46	87,0	54,7	0,174
tak	1	20	50	91	0.46	197,8	196,8	0,627

2. Wyznaczanie współczynnika sprzężenia metodą pomiaru napięcia indukowanego.

	Pomiary				Obliczenia
Rdzeń	Δl	I1	U2	f	M	K
	[%]	[A]	[V]	[Hz]	[H]	[-]
nie	0	0.46	0	50	0	0
nie	50	0.46	1,9	50	0.015	0.171
nie	100	0.46	3.6	50	0.028	0.320
tak	0	0.46	10.5	50	0.083	0.187
tak	50	0.46	28.5	50	0.226	0,509
tak	100	0.46	36	50	0.286	0,647

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	46	0.46	55	0.46	0,011	0,126
nie	50	58	0.46	52	0.46	0,028	0,320
nie	100	60	0.46	51	0.46	0,051	0,582
tak	0	98	0.46	82	0.46	0,094	0,216
tak	50	140	0.46	72	0.46	0,296	0,666
tak	100	160	0.46	59	0.46	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	10	0.46	0.09	0.4	627	124	540
dodatnie	tak	19	0.46	0.19	0.38	471	107	364
ujemne	nie	42	0.46	0.04	0.47	688	132	559
ujemne	tak	21	0.46	0.47	0.36	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	67,6	20	64	91	0,0395	77
tak	67,6	20	55	197	0,36	125

Rdzeń	R1	R2	X1	X2	MŚR	XM
---	[Ω]	[Ω]	[Ω]	[Ω]	[H]	[Ω]
nie	67,6	20	64	91	0,0395	77
tak	67,6	20	55	197	0,36	125

gdzie dla sprzężenia: bez rdzenia z rdzeniem

(+) Z₁=R₁+j(X₁-X_M) Z₁=67,6+j63,6 [Ω] Z₁=67,6-j70 [Ω]

(+) Z₂=R₂+j(X₂-X_M) Z₂=20-j161,6[Ω] Z₂=20+j72 [Ω]

(+) Z₃=jX_M Z₃=j12,4 [Ω] Z₃=j113 [Ω]

(-) Z₁=R₁+j(X₁+X_M) Z₁=67,6+j64 [Ω] Z₁=67,6+j56 [Ω]

(-) Z₂=R₂+j(X₂+X_M) Z₂=20+j92 [Ω] Z₂=20+j197,3 [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. Jedynie wyniki otrzymane dla sprzężenia ujemnego z rdzeniem z niezrozumiałych przyczyn różnią się od siebie prawie dwukrotnie. Wydaje się mało prawdopodobne, aby było to spowodowane z przyczyn j.w.

3

1

---