Instrukcja do ćwiczenia nr 5 BADANIE OBWODÓW MAGENTYCZNIE SPRZĘŻONYCH
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.
ATr
a
a)
b)
c)
d)
W
A
M
M
2
A
B
B
2
B
230 V
R
+
R
–
Hz
B
V
, R
, R
+
B
+
A
B
L
50 Hz
L
L
A
L
A
R
+
R
+
A
A
b
L
L
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
I
U
P
ω L
L
RL
M
k
badany
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.
Laboratorium Teoria Obwodów, ZAKŁAD METROLOGII I PODSTAW ELEKTROTECHNIKI 1
Instrukcja do ćwiczenia nr 5 BADANIE OBWODÓW MAGENTYCZNIE SPRZĘŻONYCH
2.2. Zestawić układ pomiarowy i zgłosić do sprawdzenia.
d
ATr
A
B
A
I
LA, RA
LB, RB
230 V
Hz
V2
50 Hz
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.
R
L, R
d
L
V1
V2
GM
V
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:
Laboratorium Teoria Obwodów, ZAKŁAD METROLOGII I PODSTAW ELEKTROTECHNIKI 2
Instrukcja do ćwiczenia nr 5 BADANIE OBWODÓW MAGENTYCZNIE SPRZĘŻONYCH
Tabela 3. Wyniki pomiarów i obliczeń z badania cewek f = ...........Hz
Pomiary
Obliczenia
U
U
element badany
1
U 2
ZL
cos ϕ L
RL
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.
Laboratorium Teoria Obwodów, ZAKŁAD METROLOGII I PODSTAW ELEKTROTECHNIKI 3