Ćwiczenie 3. BADANIE CEWEK SPRZĘŻONYCH MAGNETYCZNIE

Transkrypt

1 Laoratorium elektrotechniki Ćwiczenie. BDNE CEWEK SPRZĘŻONYCH GNETYCZNE Osi geometryczne adanych cewek pokrywają się. Cewka ruchoma przemieszcza się poosiowo względem nieruchomej, wsuwając się w nią lu wysuwając z niej na znaczną odległość. Za miarę tego wsunięcia ądź wysunięcia, czyli wzajemnego usytuowania cewek, przyjmować się ędzie wartość wielkości nazwanej geometrycznym współczynnikiem sprzężenia cewek współosiowych k l = l l + l gdzie: l odległość między środkami cewek współosiowych; l, l długości tych cewek. Badane na stanowisku elementy i owody prądu przemiennego są zasilane z sieci o napięciu 0, poprzez zespół dwóch autotransformatorów, jak na poniższym rysunku (jeden - o napięciu regulowanym od zera do 50, drugi z odczepami o najwyższych wartościach napięcia równych 40, 70 i 80 ). 0 Ł m 00 m a (a ) (a ).. POR REZYSTNCJ CEWEK Wykonanie ćwiczenia Wartość rezystancji każdej z cewek mierzymy stosując metodę techniczną. kład pomiarowy zasilamy z sieci prądu stałego 4. Napięcie mierzymy woltomierzem cyfrowym. Talica wyników pomiarów i oliczeń (metoda techniczna) Oliczenia R x R śr R m Ω Ω Ω (R ) (R ) Wzory do oliczeń (wielkościowe): R x Rx R śr R Rśr R =... WYZNCZENE NDKCYJNOŚC WŁSNEJ CEWEK Stosując metodę techniczną, mierzymy impedancje każdej z cewek, z włożonym do środka jednym z prętów stalowych oraz ez pręta. Dla ou tych wariatów (oiektów) oliczamy wartości reaktancji indukcyjnych. Napięcie mierzymy woltomierzem cyfrowym. Do zasilania układu pomiarowego używamy zespołu autotransformatorów. + 4 R s R L R

2 4 Laoratorium elektrotechniki Talica wyników pomiarów i oliczeń (dla jednego oiektu) Oliczenia Z x Z śr L m Ω Ω Ω H ( ) (L ) ( ) (L ) Wzory do oliczeń: Z x Z x Z śr śr = Z R ; L=. π f L R.. WYZNCZENE NDKCYJNOŚC WZJENEJ CEWEK Oiekty adań pozostają te same, co poprzednio ( z włożonym do środka tym samym prętem stalowych oraz ez pręta). Do zasilania układu pomiarowego używamy zespołu autotransformatorów. Napięcia mierzymy woltomierzem cyfrowym. ierzymy prąd w jednej cewce i napięcie indukowane w drugiej cewce, nie połączonej elektrycznie z pierwszą; następnie to samo, zamieniając rolami. takie wykonujemy dla szeregu pozycji wzajemnego usytuowania cewek. L L R R Talica wyników pomiarów i oliczeń (dla jednego oiektu) Oliczenia Lp l k l k mm - Ω Ω Ω H - Wzory do oliczeń: k l = l l + ; l + π f k =. L L.4. WYZNCZENE ZCSKÓW JEDNOENNYCH Łączymy ze soą szeregowo na dwa sposoy i wykorzystujemy fakt różnej wartości impedancji wypadkowej przy połączeniu ze soą różnych zacisków.

3 Laoratorium elektrotechniki 5 Ze względu na zwrot prądu, przy połączeniu ze soą zacisków jednoimiennych mamy układ przeciwsony, a przy połączeniu zacisków różnoimiennych zgodny. Zasilając napięciem o tej samej wartości połączone szeregowo na oa sposoy, otrzymujemy większą wartość prądu w układzie przeciwsonym. Napięcie mierzymy woltomierzem cyfrowym. Dla rozróżnienia końców cewek, oznaczamy je wstępnie symolami: x -y i x -y, zaś układy połączeń do wyznaczania zacisków jednoimiennych symolami i. układ układ L x x L L x x L R R R R y y y y Jeśli przy tej samej wartości napięcia, wartość prądu w układzie jest większa niż w układzie, to zaciskami jednoimiennymi są x -x i y -y, jeśli natomiast wartość prądu w układzie jest mniejsza niż w układzie, to zaciskami jednoimiennymi są x -y i x -y. Talica wyników pomiarów i określenia zacisków Wniosek kład Zaciski Zaciski m jednoimienne różnoimienne Jedną z par wyznaczonych zacisków jednoimiennych oznaczamy kropkami..5. WYZNCZENE PEDNCJ KŁDÓW CEWEK Stosując metodę techniczną, mierzymy impedancje zastępcze różnych układów połączeń (szeregowy i równoległy, zgodny i przeciwsony) cewek sprzężonych o stałej wartości indukcyjności wzajemnej (oiekt o stałych parametrach, tzn. o ustalonym wzajemnym rozsunięciu, ez pręta włożonego do środka alo z włożonym na stałe jednym z prętów stalowych). Do zasilania układu pomiarowego używamy zespołu autotransformatorów. Napięcie mierzymy woltomierzem cyfrowym. Połączenie cewek: a) szeregowe zgodne, ) szeregowe przeciwsone L L L L R R R R

4 6 Laoratorium elektrotechniki Połączenie cewek: c) równoległe zgodne, d) równoległe przeciwsone L L L L R R R R Talica wyników pomiarów i oliczeń Oliczenia kład Z m Ω Ω Ω Ω a c d Wzory do oliczeń: Z ( ) Wzory i wyniki zamieszczone oddzielnie = Z R ; ( + ) ( ) + ( a ) ( a, ) ( a) ( ) =. 4 Opracowanie sprawozdania. Wykorzystując wyniki pomiarów uzyskane w p.., wykreślamy charakterystykę k = f(k l ). Wyprowadzamy wzory do oliczenia impedancji zastępczej cewek sprzężonych magnetycznie, połączonych ze soą równolegle. Oliczamy wartości tych impedancji dla układów cewek adanych w p..5, wykorzystując wyznaczone wcześniej wartości rezystancji oraz reaktancji indukcyjnych (własnych i wzajemnej) tychże cewek. Wyniki oliczeń porównujemy z wynikami pomiarów - komentujemy ewentualne zieżności. Formułujemy własne spostrzeżenia, uwagi i wnioski, dotyczące przeprowadzonych adań i uzyskanych wyników.

5 Zakład Systemów nformatycznych i echatronicznych w Transporcie miona i nazwiska ćwiczących. Rok Grupa Zespół LBORTOR ELEKTROTECHNK. Dzień: Godz. Data wykonania ćwiczenia Ćwiczenie.. Badanie cewek sprzężonych magnetycznie 4. Podpis prowadzącego Długości cewek: l = 0 mm, l = 80 mm.. Pomiar rezystancji cewek Oliczenia R x R śr R m Ω Ω Ω (R ) (R ) R x Rx R śr R= Rśr R ; R = 0,00 Ω... Wyznaczenie indukcyjności własnej cewek. Cewki z prętem cienkim/średnim/gruym ( ) w położeniu... mm Oliczenia Z x Z śr L m Ω Ω Ω H ( ) (L ) ( ) (L ). Cewki ez włożonego pręta Oliczenia Z x Z śr L m Ω Ω Ω H ( ) (L ) ( ) (L ) Z x Zx Z śr śr = Z R ; L=. π f

6 .. Wyznaczenie indukcyjności wzajemnej cewek. Cewki z włożonym prętem (w położeniu - jak poprzednio) Oliczenia l k l k mm - Ω Ω Ω H Cewki ez włożonego pręta Oliczenia l k l k mm - Ω Ω Ω H k l = l l + ; l + π f k =. L L.4. Wyznaczenie zacisków jednoimiennych Wniosek kład Zaciski Zaciski m jednoimienne różnoimienne x -.. x Wyznaczenie impedancji układów cewek z prętem (jak poprzednio) Oliczenia kład Z m Ω Ω Ω Ω a c d Wzory i wyniki zamieszczone oddzielnie Z ( a, ) = Z R ; ( a) ( ) =. 4 ( ) + ( a ) ( ) ( + )