Ćwiczenie 2. BADANIE DWÓJNIKÓW NIELINIOWYCH STANOWISKO I. Badanie dwójników nieliniowych prądu stałego

Transkrypt

1 Laboratorium elektrotechniki 19 Ćwiczenie BDNE DWÓJNKÓW NELNOWYCH STNOWSKO Badanie dwójników nieliniowych prądu stałego W skład zestawu ćwiczeniowego wchodzą dwa zasilacze stałoprądowe (o regulowanym napięciu wyjściowym) oraz podstawowe elementy rezystancyjne: liniowy, nieliniowe niesterowane i nieliniowy sterowany napięciowo (z drugiego zasilacza) Badamy elementy podstawowe i dwójniki zestawione z elementów podstawowych Dwójniki proste (elementy podstawowe): N1 N Nster Dwójniki złożone (kompozycje elementów podstawowych): a1) a) a3) N1 N b1) b) b3) N1 N1 N N c1) c) c3) N1 N d1) d) d3) N1 N N1 N e1) e) e3) N1 N N N1 N1 e4) f1) f) f3) N N1 N kład zasilania dwójników 30 Zasilacz 1 Badany dwójnik s s Zasilacz 30 ( obwód główny ) ( sterowanie Nster )

2 0 Laboratorium elektrotechniki Wykonanie ćwiczenia 1 BDNE DWÓJNKÓW OSTYCH Tablica wyników pomiarów Element N1 N Nster s m m m m m BDNE DWÓJNKÓW ZŁOŻONYCH kłady połączeń dwójników prostych zadaje prowadzący ćwiczenie Tablica wyników pomiarów kład s m m m m m Opracowanie sprawozdania 1 Wykorzystując wyniki pomiarów uzyskane w p 1, wykreślamy charakterystyki = f () badanych dwójników prostych Wykorzystując wyniki pomiarów uzyskane w p 1 i, wykreślamy charakterystyki = f () badanych dwójników złożonych i tworzących je dwójników prostych oddzielnie dla każdego z dwójników złożonych W tych samych układach współrzędnych, wyłączając (warto zastanowić się - dlaczego?) przypadki dwójników o symbolach: f1, f i f3, nanosimy wykresy charakterystyk dwójników złożonych, uzyskane w sposób graficzny lub numeryczny z charakterystyk dwójników prostych 3 Formułujemy własne spostrzeżenia, uwagi i wnioski, dotyczące przeprowadzonych badań i uzyskanych wyników STNOWSKO Badanie dławika Ze zjawisk nasycenia i histerezy magnetycznej oraz strat wiroprądowych w ferromagnetykach wynika niestałość parametrów i L gałęzi równoległych schematu zastępczego dławika Wartości i X, odnoszące się do określonej częstotliwości zmian strumienia, zależą od wartości napięcia rzy obliczaniu wartości i X (na podstawie wyników wykonanych pomiarów) przyjmuje się, że i = Związane z tym błędy są nieznaczne s L s i L

3 Laboratorium elektrotechniki 1 Wykonanie ćwiczenia 30 T Tr i Dł i p W z u u i u ip r C z p 1 1,6 u 1 u Elementy: r, i C, wraz z dodatkowym uzwojeniem pomiarowym o z p zwojach (na rdzeniu dławika Dł), służą do wytworzenia sygnałów proporcjonalnych do wartości chwilowych B i H (indukcji magnetycznej i natężenia pola magnetycznego) Wartość rezystancji r jest bardzo mała, więc u 1 = r i << u Wartość rezystancji jest bardzo duża, zatem uzwojenie pomiarowe z dołączonymi do niego elementami i C praktycznie nie obciąża układu, tzn z p i p << z i Z warunku ogólnego z i z p i p = H l (gdzie l H l r l długość drogi strumienia w rdzeniu dławika) otrzymuje się więc i, stąd u1 H z z Dodatkowo spełniony jest warunek >> 1 ωc, więc uip zp S db ip =, gdzie dt 1 zp S S przekrój rdzenia dławika Stąd ze wzoru u = ip dt wynika, że u B C C 3 OBSEWCJ ZEBEGÓW CZSOWYCH ĘTL HSTEEZY a) u 1 (t) i(t) H(t) b) u (t) B(t) c) B(H) u u 1 (wewn) u (wewn) u 1 odając odpowiednie sygnały do płytek oscyloskopu, obserwujemy przebiegi czasowe natężenia pola H(t) i indukcji B(t) oraz dynamiczne pętle histerezy B(H) przy częstotliwości 50 Hz i różnych wartościach skutecznych napięcia zasilającego dławik Szkicujemy kilka wykresów ilustrujących wpływ nasycenia na kształt przebiegu prądu i(t) H(t) i pętli histerezy B(H) 4 WYZNCZNE METÓW SCHEMT ZSTĘCZEGO Mierzymy wartości napięcia, prądu i mocy, przy rosnących wartościach napięcia żywane w poprzednim punkcie elementy pomocnicze r, i C nie wpływają istotnie na mierzone wartości, ale oczywiście można je wyeliminować (zewrzeć r, a odłączyć i C) rzy każdym pomiarze odnotowujemy wartości rezystancji woltomierza i cewki napięciowej watomierza, odpowiednie dla używanych zakresów Najpierw jednak mierzymy mostkiem Wheatstone a wartość rezystancji uzwojenia s Wynik pomiaru: s = Ω

4 Laboratorium elektrotechniki Tablica wyników pozostałych pomiarów, wartości rezystancji mierników oraz obliczeń omiary Dane mierników Obliczenia nw Q X W Ω Ω W var Ω Ω Wzory do obliczeń: = s ; Q = ( ) ; nw = ; X = Q Opracowanie sprawozdania 1 Na podstawie obserwacji poczynionych w p 3, formułujemy ogólne wnioski o wpływie nasycenia ferromagnetyka na kształt przebiegów czasowych prądu dławika i(t) oraz pętli histerezy B(H) Wykorzystując wyniki pomiarów uzyskane w p 4, wykonujemy wykresy zależności:,, Q,, X = f () rzedstawiamy uwagi i wnioski dotyczące tych zależności

5 Zakład Systemów nformatycznych i Mechatronicznych w Transporcie miona i nazwiska ćwiczących 1 ok Grupa Zespół LBOTOM ELEKTOTECHNK Dzień: Godz Ćwiczenie 3 Data wykonania ćwiczenia Badanie dwójników nieliniowych 1 Badanie dwójników prostych 4 odpis prowadzącego Element Ż 1 Ż Badanie dwójników złożonych Element 1 + szeregowo 4 +Ż 1 szeregowo 1 +Ż 1 + Ż szeregowo 4 +Ż 1 równolegle 1 + równolegle

6 3 Obserwacja przebiegów czasowych i pętli histerezy s = 0,3Ω omiary Dane mierników Obliczenia nw Q X W Ω Ω W var Ω Ω = s ; Q = ( ) nw ; = ; X = Q Dane do wyznaczenia składnika typu B niepewności pomiarów w p 1 Oznaczenie przyrządu lub wielkości Zakresy ustawiane przy pomiarach odzaj przyrządu (a analogowy, c cyfrowy) i jego niedokładność: (a) klasa; (c) błąd względny odczytu + liczba cyfr na ostatniej pozycji wyświetlacza automatycznie (c) 0,5 % odczytu + 3 cyfry 400 m (c) 0,8 % odczytu + 3 cyfry s (a) (a) s