LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI POLITECHNIKA RADOMSKA im. Kazimierza Pułaskiego |
||
TEMAT: Badanie obwodu magnetycznego rozgałęzionego. |
PROWADZĄCY:
|
DATA:
|
WYKONALI: |
OCENA: |
GRUPA
|
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie elementów schematu zastępczego dławika oraz badanie rozpływu strumieni w rdzeniu rozgałęzionym.
Przebieg ćwiczenia:
Parametry charakteryzujące dany obwód magnetyczny:
S1=4,8 cm2 = 4,8*10-4 m2
S2=8,0 cm2 = 8*10-4 m2
S3=6,4 cm2 = 6,4*10-4 m2
Średnia droga na poszczególnych odcinkach obwodu:
l1= 275mm = 275*10-3m
l2= 120mm = 120*10-3m
l3= 287,5mm = 287,5*10-3m
lp1= 1mm = 10-3m
lp2= 1,5mm = 1,5*10-3m.
Ilości zwojów cewek zasilających |
|||
z1 |
z2 |
z3 |
|
1900 (max 60 mA) |
1200 (max 130 mA) |
1400 (max 100 mA) |
|
Ilości zwojów cewek pomiarowych |
|||
z4 |
z5 |
z6 |
z7 |
60 |
60 |
60 |
160 |
SCHEMATY POMIAROWE I TABELE .
BEZ SZCZELINY .
Lp. |
U1 |
I1 |
U2 |
U3 |
U4 |
U5 |
U6 |
U7 |
1 |
175 |
0,4 |
32 |
16,5 |
3,33 |
1,6 |
0,6 |
3,2 |
LP. |
U2 |
I2 |
U1 |
U3 |
U4 |
U5 |
U6 |
U7 |
1 |
75 |
0,4 |
38,3 |
31 |
1,1 |
2,7 |
1,1 |
6 |
SZCZELINA 1 mm
Lp. |
U1 |
I1 |
U2 |
U3 |
U4 |
U5 |
U6 |
U7 |
1 |
184 |
0,4 |
33 |
13,5 |
3,3 |
1,6 |
0,5 |
3 |
LP. |
U2 |
I2 |
U1 |
U3 |
U4 |
U5 |
U6 |
U7 |
1 |
74,4 |
0,4 |
38,7 |
25 |
1,1 |
2,7 |
0,9 |
5,6 |
Prawo przepływu prądu :
θ1=I1*z1=0,4*1200= 480 A
Z wykresu odczytuję wartość strumienia płynącego w gałęzi źródłowej Φ2=48*10-5 Wb oraz wartości strumieni płynących w gałęziach bocznych Φ1=21*10-5 Wb , Φ3=27*10-5Wb.
Obliczam wartość indukcji magnetycznej w poszczególnych kolumnach rdzenia:
B1=Φ1/s1=21*10-5/4,8*10-4=0,43T
B2=Φ2/s2=48*10-5/8*10-4=0,6T
B3=Φ3/s3=27*10-5/6,4*10-4=0,42T
Z krzywej magnesowania odczytuję wartości natężeń pól magnetycznych:
dla B1=0,43T H1=365A/m
dla B2=0,6T H2=460A/m
dla B3=0,42T H3=350A/m
Sprawdzam I i II prawo Kirchhoffa dla układu bez szczeliny:
1) -Φ1+Φ2-Φ3=0
Φ2=Φ3+Φ1
Φ2=21*10-5+27*10-5=48*10-5Wb
2) θ2-H2*l2-H3*l3=0 θ2-H2*l2-H3*l3=0
θ2=H2*l2+H3*l3 θ2=H2*l2+H1*l1
θ2=460*0,12+350*0,2875 θ2=460*0,12+365*0,275
θ2=155,825 A θ2=155,775 A
Z wykresu wartość strumienia płynącego w gałęzi źródłowej Φ2=32*10-5Wb oraz wartość strumieni płynących w gałęziach bocznych Φ1=25*10-5Wb i Φ3=7*10-5Wb.
Wyznaczam wartości indukcji magnetycznych w poszczególnych kolumnach rdzenia:
B1=Φ1/s1=25*10-5/4,8*10-4=0,52T
B2=Φ2/s2=32*10-5/8*10-4=0,4T
B3=Φ3/s3=7*10-5/6,4*10-4=0,1T
Z krzywej magnesowania odczytuję wartości natężenia pola magnetycznego:
dla B1=0,52T H1=415A/m
dla B2=0,4T H2=340A/m
dla B3=0,1T H3=160A/m
Natężenie pola w szczelinie:
Hp=Bp/μ0=0,1/4*π*10-7=69577,4A/m
Bp=B3
Sprawdzam I i II prawo Kirchhoffa dla układu (1) ze szczeliną powietrzną:
1) -Φ1+Φ2-Φ3=0
Φ2=Φ3+Φ1
Φ2=7*10-5+25*10-5=32*10-5Wb
2) θ2-H2*l2-H1*l1=0
θ2=H2*l2+H1*l1
θ2=340*0,12+415*0,275
θ2=155A
θ2-H2*l2-Hp*lp-H3*l3=0
θ2=H2*l2+Hp*lp+H3*l3
θ2=340*0,12+160*0,2875+69577,4*0,001
θ2=155,37A
Opis krzywych na wykresach przedstawionych dalej:
1. I φ2
II φ1=f(H1l1)
III φ3=f(H3l3)
IV φ3=f(Θ-H2l2)
2. I φ1=f(H1l1)
II φ3=f(H3l3)
III φs
IV φ3=f(H3l3-Hplp)
V φ3=f(Θ-H2l2)
Tabela dla obwodu (1) bez szczeliny i ze szczeliną powietrzną.
B |
H |
Φ1 *10-5 |
Φ2 *10-5 |
Φ3 *10-5 |
Φ1+Φ3 *10-5 |
H1*l1 |
H2*l2 |
H3*l3 |
θ2-H2*l2 |
Hp *104 |
Hp*lp |
H3*l3 +Hp*lp |
[T] |
[A/m.] |
[Wb] |
[Wb] |
[Wb] |
[Wb] |
[A] |
[A] |
[A] |
[A] |
[A/m.] |
[A] |
[A] |
0,10 |
160 |
4,8 |
8 |
6,4 |
11,2 |
44,00 |
19,2 |
46,0 |
136,8 |
7,9 |
79 |
125,0 |
0,20 |
250 |
9,6 |
16 |
12,8 |
22,4 |
68,75 |
30,0 |
71,875 |
126,0 |
16 |
160 |
231,8 |
0,30 |
300 |
14,4 |
24 |
19,2 |
33,6 |
82,50 |
36,0 |
86,250 |
120,0 |
24 |
240 |
326,2 |
0,40 |
340 |
19,2 |
32 |
25,6 |
44,8 |
93,50 |
40,8 |
97,750 |
115,2 |
32 |
320 |
417,7 |
0,50 |
400 |
24,0 |
40 |
32,0 |
56,0 |
110,00 |
48,0 |
115,000 |
108,0 |
39 |
390 |
505,0 |
0,60 |
460 |
28,8 |
48 |
38,4 |
67,2 |
126,50 |
55,2 |
132,250 |
100,8 |
47 |
470 |
602,2 |
0,70 |
520 |
33,6 |
56 |
44,8 |
78,4 |
143,00 |
62,4 |
149,500 |
93,6 |
55 |
550 |
699,2 |
0,80 |
590 |
38,4 |
64 |
51,2 |
89,6 |
162,25 |
70,8 |
170,00 |
85,2 |
63 |
630 |
800,0 |
0,90 |
680 |
43,2 |
72 |
57,6 |
100,8 |
187,00 |
81,6 |
195,500 |
74,4 |
71 |
710 |
905,5 |
1,00 |
810 |
48,0 |
80 |
64,0 |
112,0 |
222,75 |
97,2 |
232,875 |
58,8 |
79 |
790 |
1022 |
1,05 |
890 |
50,4 |
84 |
67,2 |
117,6 |
244,75 |
106,8 |
255,875 |
49,2 |
83 |
830 |
1085 |
1,10 |
990 |
52,8 |
88 |
70,4 |
123,2 |
272,25 |
118,8 |
284,625 |
37,2 |
87 |
870 |
1154 |
1,15 |
1110 |
55,2 |
92 |
73,6 |
128,8 |
305,25 |
133,2 |
319,125 |
22,8 |
91 |
910 |
1229 |
1,20 |
1210 |
57,6 |
96 |
76,8 |
134,4 |
332,75 |
145,2 |
347,875 |
10,8 |
95 |
950 |
1297 |
1,25 |
1440 |
60,0 |
100 |
80,0 |
140,0 |
396,00 |
172,8 |
414,000 |
|
99 |
990 |
1404 |
1,30 |
1680 |
62,4 |
104 |
83,2 |
145,6 |
462,00 |
201,6 |
483,000 |
|
103 |
1030 |
1513 |
1,35 |
1850 |
64,8 |
108 |
86,4 |
151,2 |
508,75 |
222,0 |
531,875 |
|
107 |
1070 |
1601 |
1,40 |
2300 |
67,2 |
112 |
89,6 |
156,8 |
632,50 |
276,0 |
661,250 |
|
111 |
1110 |
1771 |
1,45 |
2800 |
69,6 |
116 |
92,8 |
162,4 |
770,00 |
336,0 |
805,000 |
|
115 |
1150 |
1955 |
B |
H |
Φ1 *10-5 |
Φ2 *10-5 |
Φ3 *10-5 |
Φ1+Φ3 *10-5 |
H1*l1 |
H2*l2 |
H3*l3 |
θ2-H2*l2 |
Hp *104 |
Hp*lp |
H3*l3 +Hp*lp |
[T] |
[A/m.] |
[Wb] |
[Wb] |
[Wb] |
[Wb] |
[A] |
[A] |
[A] |
[A] |
[A/m.] |
[A] |
[A] |
1,55 |
4000 |
74,4 |
124 |
99,2 |
173,6 |
1100,0 |
480,0 |
1150.00 |
|
123 |
1230 |
2380 |
1,60 |
5000 |
76,8 |
128 |
102,4 |
179,2 |
1375,0 |
600,0 |
1437,50 |
|
127 |
1270 |
2707 |
1,65 |
6200 |
79,2 |
132 |
105,6 |
184,8 |
1705,0 |
744,0 |
1782,50 |
|
131 |
1310 |
3092 |
1,70 |
7800 |
81,6 |
136 |
108,8 |
190,4 |
2145,0 |
936,0 |
2242,50 |
|
135 |
1350 |
3592 |
1,75 |
9500 |
84,0 |
140 |
112,0 |
196,0 |
2612,5 |
1140, |
2731,25 |
|
139 |
1390 |
4121 |
1,80 |
12000 |
86,4 |
144 |
115,2 |
201,6 |
3300,0 |
1440, |
3450,00 |
|
143 |
1430 |
4880 |
1,85 |
15000 |
88,4 |
148 |
118,4 |
206,8 |
4125,0 |
1800 |
4312,50 |
|
147 |
1470 |
5782 |
1,90 |
19200 |
91,2 |
152 |
121,6 |
212,8 |
5280,0 |
2304 |
5520,00 |
|
151 |
1510 |
7030 |
Wnioski:
Aby przeanalizować rozpływ strumieni magnetycznych w obwodzie musimy znać wartości strumieni w poszczególnych gałęziach obwodu. Ich wartości wyznaczamy na podstawie wykresu stosując metodę charakterystyki zastępczej Taki sposób jest mało dokładny. Opracowanie ćwiczenia miało charakter głównie teoretyczny.
Pomiary napięć wzbudzonych w cewkach pomiarowych pozwoliły nam zaobserwować niewielkie zmiany tych napięć przy utworzenia szczelin w gałęziach obwodu magnetycznego. Pewne niedokładności wprowadza także błąd paralaksy przy odczycie prądów zasilających cewki oraz odczyt na początku skali z powodu braku odpowiednio czułych mierników.
6
1