Міністерство освіти і науки України

Націціональний технічний університет України

“Київський політехнічний інститут”

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання лабораторних робіт

“Нелінійні електричні кола”

з дисципліни

“Теоретичні основи електротехніки”

для студентів електротехнічних спеціальностей

Київ

2005

Міністерство освіти і науки України

Національний технічний університет України

“Київський політехнічний інститут”

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання лабораторних робіт

“Нелінійні електричні кола”

з дисципліни

“Теоретичні основи електротехніки”

для студентів електротехнічних спеціальностей

Затверджено Методичною радою НТУУ "КПІ”

Київ

2005

ЗМІСТ

Лабораторна робота № 41

Дослідження котушки з феромагнітним осердям....................................

Лабораторна робота № 42

Ферорезонанс напруг ..................................................................................

Лабораторна робота № 43

Ферорезонанс струмів.............................................................................

Лабораторна робота № 44

Дослідження однофазного трансформатора

з феромагнітним осердям ……………………………………………..

Лабораторна робота № 45

Дослідження однофазного феромагнітного підсилювача ……………

Лабораторна робота № 46

Дослідження електричних кіл з вентильним елементом …………….

Список літератури……………………………………

Лабораторна робота № 41 дослідження котушки з феромагнітним осердям. Короткий зміст роботи

У процесі виконання роботи студенти повинні ознайомитись із впливом режиму роботи на еквівалентні параметри котушки з феромагнітним осердям, визначити втрати в міді і сталі, розділити втрати в магнітопроводі на гістерезис і вихрові струми, побудувати схеми заміщення котушки.

Підготовка до роботи

При підготовці до роботи студенту необхідно вивчити рекомендовану літературу, ознайомитися з методичними вказівками, описом лабораторної установки, робочим завданням, підготувати протокол звіту й відповісти на наступні запитання:

1. Чим зумовлений нелінійний зв'язок між струмом і потокозчепленням у котушці з феромагнітним осердям?

2. У чому полягає сутність явища гістерезису?

3. Що представляють собою вихрові струми?

4. Які види теплових втрат існують у магнітопроводі котушки і як вони залежать від частоти?

5. Як розподіляється потокозчеплення в котушці з феромагнітним осердям?

6. Що таке індуктивність розсіювання і чому вона лінійно пов'язана зі струмом в котушці?

7. Як визначити напругу на контурі, що намагнічує?

8. Що являє собою кут втрат у котушці і чим він визначається?

9. Як змінюються параметри котушки зі зміною повітряного зазору в магнітопроводі?

10. Як побудувати схему заміщення нелінійної котушки?

11. Як будують векторну діаграму нелінійної котушки?

Опис лабораторної установки

У лабораторну установку входять:

• котушка з феромагнітним осердям з регульованим повітряним зазором;

• регульований перетворювач змінної напруги (лабораторний автотрансформатор ЛАТР-2);

• вольтметр електромагнітної системи;

• амперметр електромагнітної системи;

• ватметр електродинамічної системи;

• набір неферомагнітних прокладок.

Робоче завдання

1. Зібрати схему відповідно до схеми рис.41.1.

Рис.41.1

Записати паспортні дані котушки: - міді, w - число витків, - площа перетину осердя.

2. При незмінній частоті мережі ( ) виміряти напругу на котушці i потужність , змінюючи струм у ній у межах ...5А при повітряних зазорах:

1. ;

б)

Результати вимірів занести в табл.41.1.

3. При незмінних напрузі й частоті мережі виміряти струм і потужність котушки, змінюючи повітряний зазор від 0 до 5 мм.

Результати вимірів занести в табл.41.2.

4. При живленні того ж кола від генератора енергії змінної частоти виміряти струм і потужність котушки при незмінній напрузі на її затискачах і , змінюючи частоту в межах 30...60 Гц.

Результати вимірів занести в табл. 41.3.

Таблиця 41.1

Вимір			Обчислення
	I (A)	U (B)	P	Z	R	X
0	1
	2
	3
	4
	5
2	1
	2
	3
	4
	5

Таблиця 41.2

Вимір			Обчислення
U	I	P		Z
			5
			4
			3
			2
			1
			0

Таблиця 41.3

Вимір				Обчислення
f	U	I	P	Z

5. При живленні того ж кола від генератора енергії змінної частоти виміряти струм I і потужність P котушки при , та постійному значенні амплітуди магнітної індукції в осерді котушки, для чого при кожному значенні частоти в межах 30...60 Гц встановлювати напругу (коефіцієнт пропорційності задається викладачем: або ).

Результати вимірів занести в табл.41.3.

6. За даними дослідів п. 2а й 2б обчислити повний, Z активний R і реактивний X опір досліджуваної котушки; результати обчислень занести в табл. 41.1, побудувати в одній системі координат залежності ; ; ; для цих дослідів.

7. За отриманими даними п. 3 обчислити повний опір Z котушки та коефіцієнт потужності ; результати обчислень занести в табл. 41.2. Побудувати залежності , , .

8. За даними дослідів п. 4 і 5 обчислити повний опір Z котушки, втрати в міді по відомому з п. 1 і потім втрати в сталі котушки. Результати обчислень занести в табл. 41.3. Обчислити за даними дослідів п. 1 і п. 6 амплітуду магнітної індукції в осерді котушки, побудувати залежності:

а) для досліду п. 4 ,

б) для досліду п. 5 ,

9. За отриманими даними п. 5 обчислити та побудувати залежність енергії, що губиться у сталі котушки за один період як функція частоти (для кожного значення й f) . Визначити графічно енергію, що губиться за один період на гістерезис (початкова ордината цієї залежності при ), і енергію, що губиться на вихрові струми за один період залежно від частоти.

10. Побудувати схеми заміщення котушки з феромагнітним осердям.

11. Зробити висновки по роботі.

Завдання для учбово-дослідницької роботи

1. Зняти осцилограму залежності (при вимкненій розгортці осцилографа) нелінійної котушки,

2. Зняти осцилограму котушки.

3. Зробити гармонійний аналіз кривої