1

wiczenie.2 BADANIE DWÓJNIKÓW NIELINIOWYCH

STANOWISKO I. Badanie dwójników nieliniowych pr du stałego

Prowadz cy wiczenie okre la układ poł cze oraz obiekty bada .

W wiczeniu badamy elementy podstawowe (dwójniki proste) i dwójniki zestawione

z elementów podstawowych. W skład zestawu wiczeniowego wchodzi zasilacz stałopr dowy

(o regulowanym napi ciu wyj ciowym) oraz podstawowe elementy rezystancyjne: liniowe

i nieliniowe niesterowane.

Układ zasilania dwójników

Wykonanie wiczenia

2.1 BADANIE DWÓJNIKÓW PROSTYCH
Dwójniki proste - elementy podstawowe:

Tablica wyników pomiarów

Element R

R

N...

R

N....

U

I

U

I

U

I

Lp.

V

mA V

mA V

mA

R

Badany

dwójnik

A

V

U

Zasilacz

230 V~

R

N...

2

2.2. BADANIE DWÓJNIKÓW ZŁO ONYCH

Układy poł cze dwójników prostych zadaje prowadz cy wiczenie.

Dwójniki zestawione – przykładowa konfiguracja

Tablica wyników pomiarów

Opracowanie sprawozdania
1. Wykorzystuj c wyniki pomiarów uzyskane w p. 2.1, wykre lamy charakterystyki

I =f

...

(U) badanych dwójników prostych.

2. Wykorzystuj c wyniki pomiarów uzyskane w p. 2.1 i 2.2, wykre lamy charakterystyki

I =f

...

(U) badanych dwójników zło onych i tworz cych je dwójników prostych

- oddzielnie dla ka dego z dwójników zło onych. W tych samych układach

współrz dnych, wył czaj c (warto zastanowi si - dlaczego?) przypadki dwójników

o symbolach: f1, f2 i f3, nanosimy wykresy charakterystyk dwójników zło onych,

uzyskane w sposób graficzny lub numeryczny z charakterystyk dwójników prostych.

3. Formułujemy własne spostrze enia, uwagi i wnioski, dotycz ce przeprowadzonych bada

i uzyskanych wyników.

Układ

U

I

U

I

U

I

U

I

U

s

I

s

Lp.

V

mA V

mA V

mA V

mA V

mA

R

R

N...

R

R

N1

R

N2

3

STANOWISKO II. Badanie dławika

Ze zjawisk nasycenia i histerezy magnetycznej oraz strat

wiropr dowych w ferromagnetykach wynika niestało

parametrów R

Fe

i L

µ

gał zi równoległych schematu

zast pczego dławika. Warto ci R

Fe

, i X

µ

, odnosz ce si

do okre lonej cz stotliwo ci zmian strumienia, zale

od warto ci napi cia U. Przy obliczaniu warto ci R

Fe

i X

µ

(na podstawie wyników wykonanych pomiarów) przyjmuje

si , e U

i

= U. Zwi zane z tym bł dy s nieznaczne.

Wykonanie wiczenia

Elementy: r, R i C, wraz z dodatkowym uzwojeniem pomiarowym o z

p

zwojach (na rdzeniu

dławika Dł), słu do wytworzenia sygnałów proporcjonalnych do warto ci chwilowych B i H

(indukcji magnetycznej i nat enia pola magnetycznego).

Warto rezystancji r jest bardzo mała, wi c u

1

= r i « u . Warto rezystancji R jest bardzo

du a, zatem uzwojenie pomiarowe z doł czonymi do niego elementami R i C praktycznie nie

obci a układu, tzn. z

p

i

p

« z i. Z warunku ogólnego z i – z

p

i

p

= H l (gdzie l – długo drogi

strumienia w rdzeniu dławika) otrzymuje si wi c

z

l

H

i

⋅

≈

, st d

H

z

l

r

u

⋅

⋅

≈

1

.

Dodatkowo spełniony jest warunek

C

R

ω

1

>>

, wi c

dt

dB

R

S

z

R

u

i

p

ip

p

⋅

⋅

=

≈

, gdzie

S – przekrój rdzenia dławika. St d ze wzoru

⋅

=

dt

i

C

u

p

1

2

wynika, e

B

C

R

S

z

u

p

⋅

⋅

⋅

≈

2

.

2.3. OBSERWACJA PRZEBIEGÓW CZASOWYCH I P TLI HISTEREZY

a) u

1

(t)~i(t)~H(t

b) u

2

(t)~B(t)

c) B(H)

Podaj c odpowiednie sygnały do płytek oscyloskopu, obserwujemy przebiegi czasowe

nat enia pola H(t) i indukcji B(t) oraz dynamiczne p tle histerezy B(H) – przy cz stotliwo ci

50 Hz i ró nych warto ciach skutecznych napi cia U zasilaj cego dławik.

Szkicujemy kilka wykresów ilustruj cych wpływ nasycenia na kształt przebiegu pr du

i(t)~H(t) i p tli histerezy B(H).

2.4. WYZNACZANIE PARAMETRÓW SCHEMATU ZAST PCZEGO

4

Mierzymy warto ci napi cia, pr du i mocy, przy rosn cych warto ciach napi cia.

U ywane w poprzednim punkcie elementy pomocnicze r, R i C nie wpływaj istotnie

na mierzone warto ci, ale oczywi cie mo na je wyeliminowa (zewrze r, a odł czy R i C.

Przy ka dym pomiarze odnotowujemy warto ci rezystancji woltomierza ł cewki napi ciowej

watomierza, odpowiednie dla u ywanych zakresów.

Najpierw jednak mierzymy warto rezystancji uzwojenia R

S

.

Wynik pomiaru: R

S

. = .... .

Tablica wyników pozostałych pomiarów, warto ci rezystancji mierników oraz oblicze

Pomiary

Dane mierników Obliczenia

U

I

P

R

V

R

nV

P

Fe

Q

µ

R

Fe

X

µ

Lp.

V A W

W

var

Wzory do oblicze :

2

2

2

I

R

R

U

R

U

P

P

S

nW

V

Fe

⋅

−

−

−

=

;

(

)

2

2

P

I

U

Q

−

⋅

=

µ

;

Fe

Fe

P

U

R

2

=

;

µ

µ

Q

U

X

2

=

Opracowanie sprawozdania
1. Na podstawie obserwacji poczynionych w p. 2.3, formułujemy ogólne wnioski o wpływie

nasycenia ferromagnetyka na kształt przebiegów czasowych pr du dławika i(f) oraz p tli

histerezy B(H).

2. Wykorzystuj c wyniki pomiarów uzyskane w p. 2.4, wykonujemy wykresy zale no ci: I,

P

Fe

, Q

µ

,R

Fe

, X

µ

, = f...(U). Przedstawiamy uwagi i wnioski dotycz ce tych zale no ci.