1 / ТОЭ_11И
.DOC
Факультет ПЭ
Лабораторная работа №11
Студент ???.
ЭПП-III-6
Название работы: Катушка со стальным сердечником в цепи переменного тока.
1.Схема эксперимента
2. Цель работы: Исследование явлений в нелинейной цепи, содержащей катушку со стальным сердечником, в режиме переменного тока. Уяснение сущности расчетного метода эквивалентных синусоид.
3. Уравнение катушки со стальным сердечником:
4. Таблица 1.
Измерения |
I, A |
U, B |
cosφ |
φ, град |
Катушка без сердечника |
0,1 |
1,84 |
0,74 |
42˚ |
Катушка с сердечником зазор 5,5 мм |
0,1 |
10,6 |
0,68 |
48˚ |
5. Расчетным путем получаем:
Ом; Ом; Ом; откуда мГн.
Величины U0, φ0 и xσ находятся графическим построением из векторной диаграммы.
6. Построение диаграммы:
7.Из векторной диаграммы получаем:
В; 6,54 B, отсюда 23,81 Ом и 75,8 мГн.
0,147 мВб.
13,6∙0,01=0,136 Вт;
Pст=U0Icosφ0=6,54·0,1·cos30,73˚=0,56 Вт;
Р=Рм+Рст=0,136+0,56=0,698 Вт.
8. Занесем полученные данные в таблицу
Таблица 2.
Величины |
Р Вт |
Рм Вт |
Рст Вт |
r Ом |
Lσ мГн |
U0 В |
Ф0 мВб |
rI В |
xσI В |
α град |
Численные значения |
0,698 |
0,136 |
0,56 |
13,6 |
75,8 |
6,54 |
0,147 |
1,36 |
3,64 |
30,73 |
Определим параметры схемы замещения:
g0=Pст/U02=0,56/6,542=1,3·10-2 1/Ом;
b0=Iр/U0=Icosα/U0=0,1·cos30˚/6,54=1,3·10-2 1/Ом.
9. Эквивалентная схема замещения:
g0=1,3·10-2 1/Ом; b0=1,3·10-2 1/Ом; Lσ=75,8 мГн; r =13,6 Ом.
U=10,6·ej42˚; U0=6,3·ej30,7˚.
10. Замена несинусоидального тока в катушке с ферромагнитным сердечником эквивалентными синусоидами позволяет использовать при расчете режимов комплексный метод, изображать процессы в катушке с помощью векторных диаграмм и использовать эквивалентные схемы замещения без магнитных связей.
Заменив несинусоидальные кривые тока и потока в нелинейном уравнении, приведенном выше, эквивалентными синусоидами уравнение можно написать в комплексной форме:
Аплитуды тока i, напряжения u0 и угол сдвига φ0 могут быть выбраны произвольно при соблюдении условия: