Лаба 6 6_1 [Вариант 1]

9

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

КАФЕДРА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

ОТЧЁТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №6

ПО ТЕМЕ

“ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ

С ВЗАИМНОЙ ИНДУКТИВНОСТЬЮ”

ВЫПОЛНИЛИ: ПРОВЕРИЛ:

СТУДЕНТЫ ГРУППЫ 851003 ПРЕПОДАВАТЕЛЬ

КУЛИКОВ С.С. КОВАЛЕНКО В.М.

РАМАНОВИЧ Д.И.

МИНСК, 1999

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучить свойства, методы расчёта и определить параметры цепи переменного тока при наличии индуктивной связи между элементами цепи.

Расчётные и опытные схемы:

а) Последовательное согласное включение двух магнитно связанных катушек.

б) Воздушный трансформатор

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ

Таблица-1 “Исходные данные”

Соединение катушек		Входное напр. U, В		Частота f, Гц		Параметры катушек						Сопр. Нагр.
					r1		r2	L1	L2	M	Ом
Согласное.	6		300		20,5		19	44	40	21	40

РАСЧЁТ СХЕМЫ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО СОЕДИНЕНИЯ ДВУХ ИНДУКТИВНО СВЯЗАННЫХ КАТУШЕК

Комплексное уравнение напряжений при согласном соединении катушек определяется в виде:

Подставив численные данные, получим значение комплексного тока:

A

Напряжения на элементах определяются так:

В

В

Напряжения самоиндукции катушек:

В

В

Напряжение взаимоиндукции катушек:

В

Напряжения на катушках:

В

В

РАСЧЁТ СХЕМЫ ВОЗДУШНОГО ТРАНСФОРМАТОРА

Уравнения напряжений для первичной и вторичной цепи воздушного трансформатора в соответствии с выбранными положительными направлениями токов записываются так:

Уравнения для токов первичной и вторичной цепей воздушного трансформатора имеют вид:

Для нахождения токов определим численные значения комплексных сопротивлений:

Ом

Ом

Ом²

Токи в первичной и вторичной цепи воздушного трансформатора:

А

А

Напряжение на нагрузке воздушного трансформатора:

В

Полную векторную диаграмму цепи см. в приложении.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНДУКТИВНОСТИ КАТУШКИ

Схема измерения

Исходные данные: r₁=20,5 Ом ; r₂=19 Ом ; f=300 Гц.

Измеряемые величины: U, I.

Расчётные формулы: ;

Таблица-2 “Найденные индуктивности”

ПЕРВАЯ КАТУШКА				ВТОРАЯ КАТУШКА
U	I	r1	L1	U	I	r2	L2
В	мА	Ом	мГн	В	мА	Ом	мГн

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЗАИМНОЙ ИНДУКТИВНОСТИ КАТУШЕК

Схема измерения

Исходные данные: f=300 Гц ; r₁=20,5 Ом ; r₂=19 Ом

Измеряем величины: U, I

В процессе проведения измерений величина U поддерживается постоянной.

Расчётные формулы:

; ;

; ; ;

Таблица-3 “Результаты измерений и вычислений”

Тип включ.	U, В	I, мА	f, Гц	Z, Ом	X, Ом	L, мГн	M, мГн
Согласн.
Встречн.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УГЛА a МЕЖДУ ПЛОСКОСТЯМИ КАТУШЕК НА ВЗАИМНУЮ ИНДУКТИВНОСТЬ И КОЭФФИЦИЕНТ СВЯЗИ

Измерительная схема и исходные данные аналогичны предыдущему пункту.

Измеряемая величина – I на каждом угле поворота. В процессе проведения измерений величина U поддерживается постоянной.

Расчётные формулы для каждого угла поворота:

; ;

Взаимная индуктивность определяется по соотношению для каждого угла поворота:

, где L₁ и L₂ – значения индуктивности, полученные опытным путём (Таблица-2).

Коэффициент связи для каждого угла поворота определяется по формуле:

Таблица-4 “Опытные и расчётные данные”

№ п/п	ОПЫТНЫЕ ДАННЫЕ			РАСЧЁТНЫЕ ДАННЫЕ
	a, град	U, В	I, мА	Z, Ом	X, Ом	L, мГн	M, мГн	K
1	0
2	30
3	60
4	90
5	120
6	150
7	180

Графики зависимостей I(a), M(a), K(a) см. в приложении.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЗАИМНОЙ ИНДУКТИВНОСТИ М ОБМОТОК ТРАНСФОРМАТОРА МЕТОДОМ ХОЛОСТОГО ХОДА

Расчётная схема

Исходные данные аналогичны предыдущему пункту:

Измеряемые величины: I₁, U₂:

Расчётная формула:

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ИССЛЕДОВАНИЕ ТРАНСФОРМАТОРА В НАГРУЗОЧНОМ РЕЖИМЕ

Измерительная схема

Исходные данные U₁=6 B ; f=300 Гц ; R_Н=40 Ом

Измеряемые величины: I₁, I₂, U₂.

Векторную диаграмму см. в приложении.

ВЫВОДЫ

В процессе работы были изучены свойства, методы расчёта и были определены параметры цепи переменного тока при наличии индуктивной связи между элементами цепи.

Элементы электрической цепи индуктивно связаны, если изменение тока в одном элементе создаёт ЭДС в другом элементе. Это явление называется взаимоиндукцией, а возникающая при этом электродвижущая сила называется ЭДС взаимоиндукции. Степень индуктивной связи двух элементов цепи характеризуется коэффициентом связи.

Было произведено исследование двух катушек при согласном и встречном включениях. Максимальная индукция цепи достигается при согласном включении, минимальная ¾ при встречном. Степень индуктивной связи между катушками зависит от угла их расположения. При взаимно перпендикулярном расположении катушек, индуктивная связь между ними отсутствует. Это свойство применяется на практике при расположении магнитных элементов в электронных блоках для исключения их взаимного влияния друг на друга.