84727 P1070672

210 ćwiczenia laboratoryjne z fizyki

•    generator funkcyjny sygnałów harmonicznych o regulowane) amplitudzie i zakresie częstotliwości 0.1 -100 kHz

•    cyfrowy miernik częstotliwości o 4 dekadach używany do dokładnego określania częstotliwości sygnału generatora

•    riiullimetry ifosowane do pomiaru napięcia oraz natężenia prądu.

Wszystkie te elementy przedstawione są na zdjęciu (rys. 26.1).

Jedna z cewek uzwojenia wtórnego [2J znajduje się wewnątrz dużej cewki uzwojenia pierwotnego [I ]. Korzystając z generatora funkcyjnego (3). otrzymujemy prąd sinusoidalny o częstotliwościach zmieniających się w zakresie 1-12 kHz. Wcdu dokładnego wyznaczenia częstotliwości generowanego sygnału do generatora (3) podłączony jest równolegle miernik J4] pracujący w trybie częstościomierza. Do zmierzenia wartości skutecznej natężenia prądu płynącego przez dużą cewkę służy jeden z multimetrów (6) pracujący w trybie amperomierza. Generator (3). amperomierz (6], cewka uzwojenia pierwotnego f I) tworzą obwód pierwotny. Obwód drugi to mułtunefr (5J pracujący jako woltomierz podłączony do jednej z cewek uzwojenia wtórnego (2). Mułtimetr |5) pozwala zmierzyć wartość skuteczną napięcia generowanego w drugim obwodzie. Najlepsze zobrazowanie badanego zjawiska indukcji elektromagnetycznej uzyskuje się. gdy małe cewki (2] umieszcza się w połowie długości kanału dużej cewki (1).

Ry»- 26.1. Układ laboratoryjny do pomiaru indukcyjnoki wzajemne)

26.3. Przeprowadzenie pomiarów

1.    Sprawdzić, czy obwód jest połączony tak jak na rys. 26.1, a nastawy przyrządów odpowiadają wymogom ćwiczenia.

2.    Uwagi do stosowanego sprzętu:

•    mierniki uniwersalne wyposażone są w ukbdyaamowyłączającr. W przypadku wyłączenia się miernika w trakcie ćwiczenia należy włączyć go ponownie

*    generator posiada dwie funkcje sterujące parametrami natężenia prądu, których nastawienia sumują się: potencjometr amplitudy sygnału harmo-

ntcznego używany w ćwiczeniu i potencjometr OFFSET ustalający poziom sygnału stałego.

3.    Pomiary z punktów 4*5 przeprowadzamy cBa trzech cewek uzwojenia wtórnego wybranych przez prowadzącego. Należy zapisać parametry wybranych cewek. Cewkę, dla której przeprowadzane są pomiary umieścić w środku dużej cewki Uwag*: Przy przeprowadzaniu ćwiczenia uwzględnią się dwa warianty wyboru cewek:

A.    Wybór 3 cewek o jednakowej liczbie zwojów, a różniących się przekrojem (są dwa zestawy takich cewek). Taki wybór umożliwia doświadczalne przeanalizowanie zależności E,(S).

B.    Wybór 3 cewek o jednakowym przekroju, a różniących się liczbą zwojów (są dwa zestawy takich cewek). Taki wybór umożliwia doświadczalne przeanalizowanie zależności E,(n).

4.    Pomiar napięcia skutecznego w obwodzie wtórnym E, (/) w funkcji częstotliwości prądu obwodu pierwotnego prowadzić w zakresie 1-12 kHz co IkHz przy stałej wartości natężenia prądu /, z zakresu 2-Ó mA. Po nastawieniu częstotliwości sprawdzamy i ewentualnie korygujemy wartość natężenia prądu, następnie odczytujemy odpowiadającą wartość napięcia. Pomiar powtórzyć dwukrotnie

5.    Pomiar napięcia skutecznego w obwodzie wtórnym E,(/,) w funkcji natężenia prądu obwodu pierwotnego prowadzić w zakresie 1-10 mA natężenia prądu przy stałej wartości częstotliwojd/z zakresu 9-12 kHz. Pomiar powtórzyć dwukrotnie.

6.    Ustalić i zapisać niepewności maksymalne dla mierzonych wielkości: A/. AE*Al_r

7.    Aby wykonać pomiar indukcyjnoki własnej Ł, wyłączyć układ zasilania duże) cewki. Miernik uniwersalny połączony z małą cewką przełączyć z pomiaru napięcia na pomiar indukcyjnoki. Zmierzyć indukcyjności wszystkich małych cewek utytych w ćwiczeniu.

26.4. Opracowanie wyników pomiarów

1.

2.

Przeliczyć częstotliwości/na częstotliwości kołowe to = 2xf. Nanieść na wykresy punkty pomiarowe zależności badanych E,(to) i E,(/,) dla wszystkich badanych cewek.

Korzystając z metody najmniejszych kwadratów Gaussa, wyznaczyć parametry prostych: współczynniki nachylenia prostych a wraz z ich odchyleniem standardowym Oj oraz punkty przecięcia z osią rzędnych b. W oparciu o wyznaczone parametry przez punkty pomiarowe przeprowadzić teoretyczne proste.

W oparciu o równanie (26.16) I obliczone wartoki współczynników nachylenia a wyznaczyć współczynniki indukcyjności wzajemnej M:

• na bazie zależności E,(to) współczynnik indukcyjnoki wzajemnej M_m

wyznaczamy jako: M_m ■—

3.