Politechnika Lubelska w Lublinie
Laboratorium elektrotechniki		Ćwiczenie nr. 12
Maksym Piotr Madej Rafał Malicki Rafał	Semestr II	Grupa ED. 2.5	Rok akadem. 97/98
Temat: Obwody magnetyczne sprzężone		Data wykonania: 27.05.1998	Ocena:

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie parametrów cewek na podstawie pomiaru napięcia, mocy i prądu według układu przedstawionego na rysunku 1. Pomiary dokonujemy dla kazdej z cewek osobno, przy trzech różnych wartosciach napięcia zasilającego. Wyniki notujemy w tabeli 1.

Cewka	Lp.	Pomiary			Obliczenia
		U	I	P	Z	R	XL	L
		V	A	W				H
1	1 2 3	50 100 150	0,133 0,27 0,48	2,5 10 23,5	376 370 366	141 137 139	349 343 339	1,11 1,09 1,08
2	1 2 3	50 100 150	0,138 0,27 0,41	2,7 10 23,5	362 370 366	141 137 139	333 343 339	1,06 1,09 1,09

R₁=139  L₁=1,09 H R₂=139  L₂= 1,08 H Tab. 1

Obliczamy teraz impedancję:. Przy pomocy zmierzonej mocy możemy obliczyć kąt fazowy: , stąd . Rezystancję obliczymy ze wzoru:, natomiast reaktancję indukcyjną ze wzoru:. Ostatecznie indukcyjność wyznaczamy jako stosunek:

Cel ćwiczenia

Pomiarów dokonujemy dla jednakowej wartości napięcia zasilającego dla zgodnego i przeciwnego połączenia cewek szeregowych i usytuowanych w różnych odległosciach l od siebie jak na rysunku 2. Pomiary i obliczenia notujemy w tabeli 2.

Sprzężenie	Lp.	Pomiary						Obliczenia
		l	U	U1	U2	I	P	Z	cos 	X	M	k
		cm	V	V	V	A	W		----		H	----
+	1 2 3 4 5	0 5 10 15 19	150 150 150 150 150	76 76 77 77 77	75 75 73 73 73	0,158 0,19 0,21 0,22 0,22	14 16 17 18 18	949 789 714 682 682	0,59 0,56 0,54 0,54 0,54	766 654 601 574 574	0,42 0,16 0,06 0,02 0,02	0,39 0,15 0,06 0,02 0,02
_	1 2 3 4 5	0 5 10 15 19	150 150 150 150 150	79 78 78 77 77	62 63 63 64 64	0,42 0,26 0,24 0,23 0,23	41 22 20 19 19	357 577 625 652 652	0,67 0,56 0,55 0,55 0,55	265 478 521 545 545

Tab.2

Obliczamy impedancję:. Przy pomocy zmierzonej mocy możemy obliczyć kąt fazowy: , stąd . Reaktancję indukcyjną obliczamy ze wzoru:. Wartość indukcyjności wzajemnej obliczymy jako:, stąd współczynnik sprzężenia wynosi:.Oto przykłady obliczeń dla pierwszego pomiaru przy sprzężeniu zgodnym : , , ,, .

Bilans napięć w obwodzie szeregowym (rysunek 2):

• sprzężenie zgodne

• sprzężenie przeciwne

Wykresy wskazowe prądu i napięć zostały sporządzone dla pierwszego pomiaru (odpowiednio sprzężenie zgodne i przeciwne).

Wykres funkcji dla X=f(l) dla obwodu zgodnego i przeciwnego

Wykres dla funkcji M=f(l) oraz k=f(l).

Cel ćwiczenia

Pomiary wykonujemy dla jednakowej wartości napięcia zasilającego dla zgodnego i przeciwnego połączenia cewek równoległych i usytuowanych w różnych odległościach l od siebie w układzie jak na rysunku 3. Pomiary i obliczenia notujemy w tabeli 3.

Sprzężenie	Lp.	Pomiary						Obliczenia
		l	I	I1	I2	U	P	Z	R	X
		cm	V	V	V	A	W			
+	1 2 3 4 5	0 5 10 15 19	0,55 0,66 0,73 0,75 0,76	0,232 0,31 0,345 0,355 0,36	0,27 0,35 0,38 0,39 0,4	150 150 150 150 150	21,5 31 36 38 39	273 227 205 200 197	71 70 68 68 67	264 216 194 188 185
_	1 2 3 4 5	0 5 10 15 19	0,92 0,56 0,5 0,48 0,48	0,435 0,265 0,235 0,225 0,225	0,465 0,29 0,26 0,255 0,25	150 150 150 150 150	46 20 17 15,5 15	98 161 180 187,5 188	55 64 68 67,5 66	82 148 166 175 176

Tab. 3

Obliczamy impedancję:. Przy pomocy zmierzonej mocy możemy obliczyć kąt fazowy: , stąd . Reaktancję indukcyjną obliczamy ze wzoru:, natomist rezystancję z zależności:.Przykładowe wartości dla pierwszego pomiaru (odpowiednio sprzężenie zgodne i przeciwne): , , oraz , , . Wykresy wskazowe prądu i napięć zostały sporządzone dla pierwszego pomiaru (odpowiednio sprzężenie zgodne i przeciwne).

Współczynnik sprzężenia wynosi:

Wykres zależności Z=f(l), R=f(l), X=f(l) dla magnesowania zgodnego i przeciwnego

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest pomiar przekładni napięciowej w stanie jałowym oraz wyznaczenie indukcyjności wzajemnej cewek w zależności od ich wzajemnego położenia. W tym celu zestawiamy obwód jak na rysunku 4. Zmieniając odległość między cewkami należy dokonać wskazańmierników przy różnych wartościach napięcia zasilającego. Wyniki notujemy w tabeli 4.

Lp.		Wartość zmierzna		Wartość obliczona			Wartość zmierzona		Wartość obliczona
	l	U2	I	vu	M	k	U2	I	vu	M	k
	cm	V	A	-----	H	----	V	A	------	H	-----
1	0	76	0,38	1,9	0,64	0,59	128	0,62	1,95	0,66	0,61
2	2	47	0,38	3,19	0,39	0,36	80	0,62	3,13	0,41	0,38
3	4	30	0,38	5	0,25	0,23	50	0,625	5	0,25	0,23
4	6	20	0,38	7,5	0,17	0,16	32,5	0,62	7,7	0,17	0,16
5	8	14	0,38	10,71	0,12	0,11	22	0,62	114	0,11	0,1
6	10	10	0,38	15	0,08	0,07	16	0,62	15,6	0,08	0,07
7	12	9	0,38	16,67	0,08	0,07	12	0,62	20,8	0,06	0,06
8	14						10	0,62	25	0,05	0,05

U₁=150 V U₁=250 V

Przykład obliczeń przekładni napięciowej v_u dla pierwszej wartości napięcia U₁=150V :

. Podobnie dla drugiego napięcia. Indukcyjność wzajemną obliczymy ze

wzoru:, stąd . Współczynnik sprzężenia magnetycznego obliczamy: .

Wykres zależności v_u=f(l) oraz k=f(l) (U₁=150V)

Wykres zależności v_u=f(l) oraz k=f(l) (U₁=150V)

Cel ćwiczenia

Pomiar należy przeprowadzić w układzie jak na rysunku 5, przy stałej wartości napięcia zasilania (U₁=const.), maksymalnym sprzężeniu magnetycznym (l=0) oraz regulowanej wartości rezystancji R₀. Wyniki pomiarów i obliczeń notujemy w tabeli 5.

Lp.	Pomiary					Obliczenia
	U1	U2	I1	I2	P	vu	Ro	Zwe	Rwe	Xwe
	V	V	A	A	W	------				
1	150	30	0,455	0,2	38	5	150	330	218	251
2	150	15	0,475	0,23	40	10	65	316	213	219
3	150	13	0,48	0,24	41	11,5	54	312,5	213	212
4	150	11	0,49	0,25	41,5	13,6	44	306	213	205
5	150	4	0,5	0,265	41,5	37,5	15	300	209	190

l=0 U₁=const Tab. 5

Przykład obliczeń przekładni napięciowej v_u (pomiar pierwszy): .

Rezystancję R_o możemy obliczyć jako: . Aby policzyć indukcję wzajemną zastosujemy następujący wzór wynikający z praw Kirchhoffa: stąd po przekształceniach:.Impedancję wejściową transformatora powietrznego określamy jako: . W naszym przypadku obciążenie transformatora stanowi rezystancja R_o, więc otrzymujemy:

Aby wykreślić wykresy wskazowe napięć i prądów transformatora musimy skorzystać z praw Kirchhoffa :

Wykres zaczynamy rysować od drugiego równania (posłużymy się pierwszym pomiarem z tabeli 5)

Wykres zależności U₂=f(R_O)

Wykres zależności I₁=f(R_O)

Wykres zależności v_u=f(R_O)

Wykres zależności Z_we=f(R_O)

Strona 1

---