POMIAR INDUKCJI MAGNETYCZNEJ ZA POMOCĄ FLUKSOMETRU

Podobne dokumenty
ĆWICZENIE NR 43 U R I (1)

( 3 ) Kondensator o pojemności C naładowany do różnicy potencjałów U posiada ładunek: q = C U. ( 4 ) Eliminując U z równania (3) i (4) otrzymamy: =

E5. KONDENSATOR W OBWODZIE PRĄDU STAŁEGO

Wyznaczanie momentu magnetycznego obwodu w polu magnetycznym

Badanie transformatora

Badanie transformatora

Ćwiczenie nr 43: HALOTRON

Badanie transformatora

Wyznaczanie stosunku e/m elektronu

Wyznaczanie momentu magnetycznego obwodu w polu magnetycznym

Badanie rozkładu pola magnetycznego przewodników z prądem

Wyznaczanie składowej poziomej natężenia pola magnetycznego Ziemi za pomocą busoli stycznych

Wyznaczanie sił działających na przewodnik z prądem w polu magnetycznym

Wyznaczanie przenikalności magnetycznej i krzywej histerezy

LABORATORIUM PODSTAW ELEKTRONIKI PROSTOWNIKI

Ćwiczenie: "Silnik prądu stałego"

Wyznaczanie przenikalności magnetycznej i krzywej histerezy

ĆWICZENIE 7 WYZNACZANIE LOGARYTMICZNEGO DEKREMENTU TŁUMIENIA ORAZ WSPÓŁCZYNNIKA OPORU OŚRODKA. Wprowadzenie

3. Przebieg ćwiczenia I. Porównanie wskazań woltomierza wzorcowego ze wskazaniami woltomierza badanego.

GALWANOMETR UNIWERSALNY V 5-99

1. Połącz w pary: 3. Aluminiowy pierścień oddala się od nieruchomego magnesu w stronę wskazaną na rysunku przez strzałkę. Imię i nazwisko... Klasa...

Podstawy elektrotechniki

Ruch płaski. Bryła w ruchu płaskim. (płaszczyzna kierująca) Punkty bryły o jednakowych prędkościach i przyspieszeniach. Prof.

Badanie funktorów logicznych TTL - ćwiczenie 1

Drgania elektromagnetyczne obwodu LCR

Pomiar indukcji pola magnetycznego w szczelinie elektromagnesu

Zasada pędu i popędu, krętu i pokrętu, energii i pracy oraz d Alemberta bryły w ruchu postępowym, obrotowym i płaskim

Równania różniczkowe. Lista nr 2. Literatura: N.M. Matwiejew, Metody całkowania równań różniczkowych zwyczajnych.

Ćwiczenie 4 WYZNACZANIE INDUKCYJNOŚCI WŁASNEJ I WZAJEMNEJ

Lekcja 69. Budowa przyrządów pomiarowych.

C d u. Po podstawieniu prądu z pierwszego równania do równania drugiego i uporządkowaniu składników lewej strony uzyskuje się:

3.5 Wyznaczanie stosunku e/m(e22)

KATEDRA ELEKTROTECHNIKI LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI

autor: Włodzimierz Wolczyński rozwiązywał (a)... ARKUSIK 27 MAGNETYZM I ELEKTROMAGNETYZM. CZĘŚĆ 2

BADANIE AMPEROMIERZA

Ćw. 27. Wyznaczenie elementów L C metoda rezonansu

MAGNETYZM, INDUKCJA ELEKTROMAGNETYCZNA. Zadania MODUŁ 11 FIZYKA ZAKRES ROZSZERZONY

4.2. Obliczanie przewodów grzejnych metodą dopuszczalnego obciążenia powierzchniowego

pobrano z serwisu Fizyka Dla Każdego zadania fizyka, wzory fizyka, matura fizyka

Badanie własności hallotronu, wyznaczenie stałej Halla (E2)

Obwód składający się z baterii (źródła siły elektromotorycznej ) oraz opornika. r opór wewnętrzny baterii R- opór opornika

Temat: Wyznaczanie charakterystyk baterii słonecznej.

Indukcja elektromagnetyczna. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Obwody sprzężone magnetycznie.

ĆWICZENIE 4 Badanie stanów nieustalonych w obwodach RL, RC i RLC przy wymuszeniu stałym

Ć W I C Z E N I E N R E-8

Nazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr 41: Busola stycznych

13 K A T E D R A F I ZYKI S T O S O W AN E J

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania. Podstawy Automatyki

Ćwiczenie 41. Busola stycznych

Zespół Szkół Technicznych im. J. i J. Śniadeckich w Grudziądzu

Podstawy fizyki sezon 2 6. Indukcja magnetyczna

Pomiar indukcyjności.

INSTRUKCJA LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI BADANIE TRANSFORMATORA. Autor: Grzegorz Lenc, Strona 1/11

2.1 Zagadnienie Cauchy ego dla równania jednorodnego. = f(x, t) dla x R, t > 0, (2.1)

( ) ( ) ( τ) ( t) = 0

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA NR 7. Pomiar mocy czynnej, biernej i cosφ

Ćwiczenie nr 7. Badanie wybranych elementów i układów z rdzeniami ferromagnetycznymi

Narzędzia pomiarowe Wzorce Parametrami wzorca są:

Katedra Elektroniki ZSTi. Lekcja 12. Rodzaje mierników elektrycznych. Pomiary napięći prądów

Sygnały zmienne w czasie

Efekt Halla w germanie.

Ćwiczenie nr 3 OBWODY LINIOWE PRĄDU SINUSOIDALNEGO

SZKIC ODPOWIEDZI I SCHEMAT OCENIANIA ROZWIĄZAŃ ZADAŃ W ARKUSZU II

BADANIE EFEKTU HALLA. Instrukcja wykonawcza

BADANIE PRZEKŁADNIKÓW PRĄDOWYCH

Wyznaczanie krzywej ładowania kondensatora

Podstawy fizyki sezon 2 5. Pole magnetyczne II

Ćwiczenie: "Obwody ze sprzężeniami magnetycznymi"

Ćwiczenie nr 254. Badanie ładowania i rozładowywania kondensatora. Ustawiony prąd ładowania I [ ma ]: t ł [ s ] U ł [ V ] t r [ s ] U r [ V ] ln(u r )

E1. OBWODY PRĄDU STAŁEGO WYZNACZANIE OPORU PRZEWODNIKÓW I SIŁY ELEKTROMOTORYCZNEJ ŹRÓDŁA

Automatyka i pomiary wielkości fizykochemicznych. Instrukcja do ćwiczenia III. Pomiar natężenia przepływu za pomocą sondy poboru ciśnienia

MAGNETYZM. PRĄD PRZEMIENNY

Ćwiczenie 1 Metody pomiarowe i opracowywanie danych doświadczalnych.

O 2 O 1. Temat: Wyznaczenie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego

Laboratorium Podstaw Elektrotechniki i Elektroniki

Ćwiczenie nr.14. Pomiar mocy biernej prądu trójfazowego. Q=UIsinϕ (1)

Pomiar mocy czynnej, biernej i pozornej

POMIARY CHARAKTERYSTYKI CZĘSTOTLIWOŚCIOWEJ IMPEDANCJI ELEMENTÓW R L C

Ćwiczenie M-2 Pomiar przyśpieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego Cel ćwiczenia: II. Przyrządy: III. Literatura: IV. Wstęp. l Rys.

Laboratorium Podstaw Elektrotechniki i Elektroniki

Ć W I C Z E N I E N R E-15

Wykład 4 Metoda Klasyczna część III

st. stacjonarne I st. inżynierskie, Energetyka Laboratorium Podstaw Elektrotechniki i Elektroniki Ćwiczenie nr 4 OBWODY TRÓJFAZOWE

DYNAMIKA KONSTRUKCJI

Laboratorium z PODSTAW AUTOMATYKI, cz.1 EAP, Lab nr 3

Badanie prądnicy prądu stałego

MAGNETYZM. 1. Pole magnetyczne Ziemi i magnesu stałego.

PRAWO OHMA DLA PRĄDU PRZEMIENNEGO

Ć W I C Z E N I E N R E-5

Test (4 p.) 2. (1 p.) Wskaż obwód, który umożliwi wyznaczenie mocy żarówki. A. B. C. D. 3. (1 p.) str. 1

Ćwiczenie 15. Sprawdzanie watomierza i licznika energii

SPRAWOZDANIE Z PROJEKTU Dioda jako czujnik temperatury

Podstawy fizyki sezon 2 5. Indukcja Faradaya

Zwój nad przewodzącą płytą

Metodę poprawnie mierzonego prądu powinno się stosować do pomiaru dużych rezystancji, tzn. wielokrotnie większych od rezystancji amperomierza: (4)

Zakład Zastosowań Elektroniki i Elektrotechniki

Badanie rozkładu pola elektrycznego

Ćwiczenie 9. Mostki prądu stałego. Program ćwiczenia:

Transkrypt:

Ćwiczenie 56 E. Dudziak POMIAR INDUKCJI MAGNETYCZNEJ ZA POMOCĄ FLUKSOMETRU Cel ćwiczenia: pomiar fluksomerem indukcji maneycznej sałeo pola maneyczneo między nabieunnikami elekromanesu. Zaadnienia: indukcja maneyczna, zjawisko indukcji elekromaneycznej, siła elekromaneyczna indukcji; dlaczeo wskazania fluksomeru są proporcjonalne nie do naężenia prądu, ale do ładunku, kóry przepłynął przez uzwojenie alwanomeru? 56.3. Wprowadzenie Jedną z meod pomiaru pola maneyczneo jes meoda w kórej w badanym polu umieszczamy cewkę pomiarową (sondę), połączoną Rys. 56.1.Schema ideowy pomiaru pola maneyczneo między nabieunnikami manesu NS: C s cewka pomiarowa (sonda), G alwanomer balisyczny, albo alwanomer pełzny czyli fluksomer z alwanomerem G specjalneo ypu (rys. 56.1). W cewce pomiarowej pod wpływem wywołanej przez nas w jakiś sposób zmiany srumienia maneyczneo powsaje impuls prądu indukcyjneo, powodujący wychylenie C s wskazówki alwanomeru. W opisywanej meodzie do pomiaru sosuje się alwanomery specjalneo ypu: albo alwanomer balisyczny o dużym momencie bezwładności sysemu 155

ruchomeo (rzadko sosowany), albo alwanomer pełzny, zwany eż srumieniomierzem, bądź fluksomerem. Wskazania alwanomerów obydwu ypów, jak o pokażemy na przykładzie fluksomeru, są proporcjonalne nie do naężenia prądu, ale do ładunku, kóry przepłynął przez uzwojenie cewki (ramki) alwanomeru. Schema budowy alwanomeru przedsawiają rysunki 55.1 i 55. w opisie ćwiczenia 55. Na sprężysej przewodzącej asiemce T jes zawieszona cewka C (prosokąna ramka z uzwojeniem). W fluksomerze sosowanym w ćwiczeniu zamias zwierciadełka Z i wskaźnika świelneo ( zajączka ) znajduje się lekka wskazówka mechaniczna. Cewka C może obracać się się w polu maneycznym w szczelinie między bieunami manesu sałeo NS i cylindrycznymi rdzeniem żelaznym R. Równanie ruchu cewki C jes równaniem wahadła sprężyseo z dodakowym momenem siły, z jaką pole maneyczne w szczelinie działa na uzwojenie ramki z prądem. Oprócz łumienia mechaniczneo dochodzi eż łumienie elekromaneyczne, spowodowane powsawaniem prądu indukcyjneo w cewce alwanomeru w czasie jej ruchu w polu maneycznym. Różniczkowe równanie ruchu ma posać (równanie 55.7) I d ϕ + ( r1 + r) + Dϕ =Φ i d d, (56.1) przy czym: I momen bezwładności ramki alwanomeru, ϕ wychylenie kąowe ramki alwanomeru, d, d ϕ d prędkość kąowa i przyspieszenie kąowe ramki, r 1 ( ) o ( ) współczynnik łumienia mechaniczneo, r = n B Q R + R = Φ R + R współczynnik łumienia 1 elekromane-yczneo Φ o R nbq = 1 sała alwanomeru, liczba zwojów cewki alwanomeru, B indukcja maneyczna w szczelinie manesu alwanomeru, Q powierzchnia ramki alwanomeru, D momen kierujący asiemki alwanomeru, R rezysancja zewnęrzna obwodu alwanomeru, rezysancja wewnęrzna alwanomeru. 156 n 1

W omawianym ćwiczeniu jes sosowany fluksomer. Fluksomer jes alwanomerem bez momenu zwroneo, j. D =. Gdy nie płynie prąd przez uzwojenie cewki, wówczas zajmuje ona dowolne położenie wokół osi obrou. Do sprowadzania cewki w dowolne położenie zerowe służą specjalne urządzenie mechaniczne, bądź elekryczne, obracające ruchomy sysem fluksomeru. Fluksomer pracuje przy małej rezysancji obwodu cewki R + R, a zaem przy dużym łumieniu elekromaneycznym r >> r 1. Pod wpływem eo dużeo łumienia ruch cewki zosaje w bardzo krókim czasie zahamowany. Dzięki wspomnianym właściwościom fluksomeru równanie ruchu jeo cewki upraszcza się do nasępującej posaci: I d ϕ Φ + d R + R d = Φ i. (56.) Niech będzie czasem równym lub dłuższym od czasu rwania ruchu cewki. Mamy wedy: I d ϕ Φ d + d R + R d ϕ I d I d ϕ = = d d d d = Φ id, bo w chwili i w chwili prędkość kąowa d =, d d = = ϕ = ϕk, d przy czym ϕ k oznacza wychylenie końcowe, id = q, dzie q oznacza ładunek, kóry przepłynął przez uzwojenie fluksomeru. 157

Po uwzlędnieniu ych zależności scałkowane równanie różniczkowe sprowadzi się do równania Φ ϕ k = Φq, R + R sąd ϕ k = ( R + R) Φ q. (56.3) Tak więc widzimy, że fluksomer jes przyrządem całkującym, dającym wychylenie proporcjonalne do całkowieo ładunku q, kóry przepłynął przez uzwojenie cewki fluksomeru. Jeżeli przepływ ładunku q zosał wywołany impulsem siły elekromoorycznej indukcji E ind w cewce pomiarowej (w sondzie) C s, o dq = id = Eind R R d d R R d dφ = =, + + R + R przy czym Φ oznacza srumień maneyczny przechodzący przez uzwojenie sondy. Całkowiy ładunek wyniesie q = Φ Φ 1 dφ Φ1 Φ = R + R R + R. (56.4) Podsawiając orzymaną warość do wzoru (56.3), orzymamy Φ1 Φ ϕ k =. Φ Wychylenie wskazówki fluksomeru jes więc w ym przypadku proporcjonalne do zmiany srumienia maneyczneo, przenikająceo przez uzwojenie cewki pomiarowej. 158

Fluksomery są bezpośrednio wycechowane w jednoskach srumienia indukcji maneycznej (w weberach [Wb] = [Vs]). 159

56.4. Układ pomiarowy zasada pomiaru Układ pomiarowy przedsawiony jes na rysunku 56.. Rys. 56.. Schema układu do pomiaru pola maneyczneo fluksomerem: EM elekromanes, F fluksomer (miliweberomierz), C s cewka pomiarowa (sonda), Ar auoransformaor, Z zasilacz elekromanesu (prosownik) W układzie ym, możemy reulować naężenie prądu sałeo płynąceo przez elekromanes (prądu manesująceo), reulując auoransformaorem Ar napięcie zmienne na wejściu prosownika Z. Tym samym możemy zmieniać indukcję maneyczną pola między nabieunnikami manesu. W celu zmierzenia indukcji między nabieunnikami elekromanesu umieszczamy cewkę pomiarową (sondę) C s powierzchnią uzwojenia prosopadle do linii sił pola maneyczneo. Spośród wielu sposobów zmieniania srumienia maneyczneo przechodząceo przez sondę (wysuwanie lub wsuwanie sondy z obszaru pola, obró sondy o 9 lub 18, włączenie lub wyłączenie prądu zasilająceo elekromanes), wybieramy osani sposób. Na fluksomerze odczyujemy zmianę srumienia maneyczneo Φ przenikająceo uzwojenie sondy przy włączeniu (wyłączeniu) prądu manesująceo. Zakładając, że srumień maneyczny przy wyłączonym zasilaniu elekromanesu jes w przybliżeniu równy zeru, możemy przyjąć. Φ Φ Warość indukcji maneycznej B wyliczamy ze wzoru. 16

B = Φ, (56.5) ns w kórym n liczba zwojów cewki pomiarowej (sondy), S powierzchnia zwoju, B indukcja maneyczna. 56.5. Zadania do wykonania A. Pomiary Połączyć układ elekryczny wedłu załączoneo schemau (rys. 56.). Usawić przełącznik fluksomeru w położenie korekcja i pokręłem usawić wskazówkę fluksomeru w położenie bliskie środka skali. Usawić przełącznik fluksomeru w pozycję pomiar. Przez włączenie zasilania elekromanesu zorienować się co do kierunku wychylenia fluksomeru i dobrać właściwą bieunowość podłączenia fluksomeru. Usawić przełącznik fluksomeru w pozycję korekcja i pokręłem sprowadzić wskazówkę fluksomeru do zera. Wrócić do pozycji pomiar i przez włączenie prądu elekromanesu odczyać pierwszą warość srumienia maneyczneo Φ. Wykonać pomiary Φ dla innych naężeń prądów I elekromanesu, sprawdzając i ewenualnie koryując przed każdym pomiarem położenie zerowe wskazówki fluksomeru. Pomiary należy wykonać dla prądów manesujących wskazanych w insrukcji roboczej. Po zakończeniu pomiarów należy zaareować fluksomer. B. Opracowanie wyników Warości indukcji pola maneyczneo B, odpowiadające poszczeólnym warościom prądu manesująceo, wyliczamy ze wzoru (56.5). Obliczamy błędy mierzonych wielkości I i Φ na podsawie klasy i zakresu sosowanych mierników. Błąd S wyliczamy znając błąd pomiaru średnicy zwojów. Za błąd określenia liczby zwojów przyjmujemy pół zwoju ( n = 5, ). Błąd B obliczamy meodą różniczki loarymicznej, korzysając 161

ze wzoru (56.5). Zarówno zmierzone, jak i wyliczone wielkości wraz z oszacowanymi błędami należy wpisać do abeli pomiarów. Wykreślić ( ) zależność B= f I zaznaczyć raficznie błędy B i I. (krzywą cechowania elekromanesu). Na wykresie 16