Instrukcja do
ć
wiczenia nr 5 BADANIE OBWODÓW MAGENTYCZNIE SPRZ
ĘŻ
ONYCH
Laboratorium Teoria Obwodów, ZAKŁAD METROLOGII I PODSTAW ELEKTROTECHNIKI
1
ĆWICZENIE NR
5
BADANIE OBWODÓW MAGNETYCZNIE SPRZĘŻONYCH
1.
Cel ćwiczenia
Badanie obwodów elektrycznych zawierających elementy magnetycznie sprzężone. Poznanie
technicznych metod wyznaczania indukcyjności własnej i wzajemnej cewek przy wymuszeniu
sinusoidalnym. Poznanie sposobu określania zacisków jednoimiennych.
2.
Program ćwiczenia
2.1.
Zestawić układ pomiarowy do wyznaczania parametrów cewek metodą watomierza i zgłosić
do sprawdzenia.
Hz
W
V
A
L
A
,
R
A
L
B
,
R
B
R
A
+
R
B
L
A
+
L
B
+
2
M
R
A
+
R
B
L
A
+
L
B
–
2
M
230 V
50 Hz
ATr
a
b
a)
b)
c)
d)
Rys. 1. Schemat układu do wyznaczania parametrów cewek
Dołączając do zacisków a i b kolejno: cewkę A, cewkę B oraz połączone szeregowo i dosunięte do
siebie cewki A i B, wykonać pomiary, których wyniki zestawić w tablicy. Prąd w obwodzie
powinien wynosić około 1 A.
Tabela 1. Wyniki pomiarów i obliczeń z badania cewek
f = .........Hz
Pomiary
Obliczenia
element
badany
I
U
P
ω
L
L
R
L
M
k
A
V
W
Ω
H
Ω
H
-
cewka A
-
-
cewka B
-
-
poł. zgodne
poł. przeciwne
Uwaga: Przed dokonaniem pomiarów przy połączeniu szeregowym należy określić rodzaj ich
sprzężenia na podstawie obserwacji zmian wskazań amperomierza przy rozsuwaniu
cewek.
Instrukcja do
ć
wiczenia nr 5 BADANIE OBWODÓW MAGENTYCZNIE SPRZ
ĘŻ
ONYCH
Laboratorium Teoria Obwodów, ZAKŁAD METROLOGII I PODSTAW ELEKTROTECHNIKI
2
2.2.
Zestawić układ pomiarowy i zgłosić do sprawdzenia.
Hz
V
2
A
230 V
50 Hz
ATr
I
A
B
d
L
A
,R
A
L
B
,R
B
Rys. 2. Schemat układu do wyznaczania sprzężenia magnetycznego
Dla wartości I = 0,5 A dokonać pomiaru napięcia U
2
dla różnych odległości pomiędzy cewkami A i
B. Wyniki pomiarów zestawić w tablicy.
Tabela 2. Wyniki pomiarów i obliczeń z badania sprzężenia magnetycznego
d
cm
0
1
2
....
13
14
U
2
V
M
H
2.3.
Zestawić układ pomiarowy do wyznaczania parametrów cewek metodą trzech woltomierzy
i zgłosić do sprawdzenia.
GM
V
1
V
2
V
R
d
L,R
L
Rys. 1. Schemat układu do wyznaczania parametrów cewek
Przy częstotliwości generatora (wartość częstotliwości podaje prowadzący) f = …………….. Hz i
napięciu na rezystorze R
d
= 10Ω około 2 V przeprowadzić pomiary umieszczając jako
indukcyjność badaną (na schemacie L, R
L
) kolejno: cewkę A, cewkę B, połączenia szeregowe oraz
równoległe zgodne i przeciwne cewek A i B.
Wyniki pomiarów zestawić w tabeli 3:
Instrukcja do
ć
wiczenia nr 5 BADANIE OBWODÓW MAGENTYCZNIE SPRZ
ĘŻ
ONYCH
Laboratorium Teoria Obwodów, ZAKŁAD METROLOGII I PODSTAW ELEKTROTECHNIKI
3
Tabela 3. Wyniki pomiarów i obliczeń z badania cewek
f = ...........Hz
Pomiary
Obliczenia
element badany
U
U
1
U
2
Z
L
cos
ϕ
L
R
L
ω
L
L
V
V
V
Ω
-
Ω
Ω
H
A
B
szer. AB zgod.
szer. AB przeciw.
równol. AB zgod.
równ. AB przeciw.
3.
Opracowanie wyników otrzymanych z pomiarów:
3.1.
wyznaczyć wartości parametrów umieszczonych w tablicach w części „Obliczenia”
3.2.
na podstawie pomiarów z punktu 2.2 wykonać wykres M = F(d),
3.3.
na podstawie wyników pomiarów i obliczeń z punktu 2.3 określić wartość indukcyjności
wzajemnej dla każdej częstotliwości,
3.4.
na podstawie wyników pomiarów i obliczeń z punktu 2.3 wykonać wykres wskazowy dla
jednego z połączeń wskazanego przez prowadzącego (Wykres wskazowy winien zawierać
wszystkie napięcia i prądy wskazanego układu narysowane w sposób ilustrujący spełnienie praw
Kirchhoffa w obwodzie. Poza tym należy przedstawić trzy składowe napięć na każdej z cewek:
indukcyjności własnej, indukcyjności wzajemnej oraz rezystancyjną. Przyjąć, że prąd całkowity
układu ma fazę początkową równą zero.
3.5.
na podstawie wyznaczonych w punkcie 2.3 przy ustawionej częstotliwości parametrów cewek A i
B oraz wyznaczonej w podpunkcie c) indukcyjności wzajemnej wyznaczyć rezystancję i
indukcyjność zastępczą wybranego połączenia równoległego i porównać je z wynikami
pomiarów.
3.6.
Dyskusja otrzymanych wyników i wnioski na temat przeprowadzonego ćwiczenia.