7.3. Лабораторная работа 3

ИССЛЕДОВАНИЕ НЕЛИНЕЙНОЙ МАГНИТНОЙ ЦЕПИ, СОДЕРЖАЩЕЙ КАТУШКУ С ФЕРРОМАГНИТНЫМ СЕРДЕЧНИКОМ

Цель работы: ознакомиться с методом определения характеристики намагничивания ферромагнитного материала В=f(H) по результатам опыта холостого хода; изучить влияние различных металлических сердечников на электрические параметры катушки; научиться измерять и разделять потери в катушке со сталью, определять гармонический состав тока.

Используемое оборудование: катушки индуктивности L₁, L₂, L₃; сердечники: латунный сплошной, железный сплошной, железный шихтованный; универсальный прибор К-505 (К-50), ЛАТР, вольтметр электромагнитной системы.

Экспериментальная часть

1. Собрать электрическую схему по рисунку 7.6. При этом катушка должна быть без сердечника. Изменяя напряжение ЛАТРом, записать в таблицу 7.3 показания приборов. Определить активное, реактивное и полное сопротивление катушки L₁. По данным таблицы 7.3 построить характеристику U=f(I).

Таблица 7. 3

И З М Е Р Е Н О			В Ы Ч И С Л Е Н О
U, B	I, A	Р, Вт	,град.	R, Ом	L, Ом	Z,Ом
30 . . . 150

2) Установить напряжение на входе 50 В и вводить в катушку L₁различные сердечники: железный шихтованный, железный сплошной, латунный сплошной. Определить активное, реактивное и полное сопротивление катушки для каждого случая. Результаты измерений и расчетов занести в таблицу 7. 3.

Рис. 7.6

3) Собрать электрическую схему трансформатора по рисунку 7.7.

Рис. 7.7

4) Изменяя напряжение на входе от 0 до 200 В снять характеристику холостого хода трансформатора, данные занести в таблицу 7.4 (10 точек).

Таблица 7.4

И З М Е Р Е Н О						В Ы Ч И С Л Е Н О
U1, В	I1, А	P1, Вт	U2, В	, м	S, м2	Bm, Тл	Hm, А/м	, Гн/м

Расчетная часть

1) Используя данные таблиц 7.3 и 7.4 произвести разделение потерь (потери в стали, потери в меди). Определить сопротивления r_оби L_s и проводимости g_oи b_o (рисунок 7.8).

Рис. 7.8

2) Рассчитать коэффициент трансформации по данным таблицы 7.4.

3) Рассчитать магнитную индукцию В и напряженность магнитного поля Н (таблица 7.4). Заполнить правую часть таблицы 7.4 и построить график характеристики намагничивания В=f(H).

;;

где U_2xx- напряжение, регистрируемое вольтметром;

I_1xx- ток, регистрируемый амперметром прибора К-505;

f - частота сети;

W₁, W_{2 -} число витков первой и второй обмоток;

S - поперечное сечение магнитопровода;

l - длина средней силовой линии сердечника.

Параметры схемы замещения (рисунок 7.8) могут быть определены следующим образом:

;;;;;

где Z_S- полное сопротивление рассеяния, обусловленное потоком

рассеяния;

r_об- сопротивление обмотки катушки;

L_S- индуктивность рассеяния;

I₁, U₁, P₁ - замеренные ток, напряжение и активная мощность для

катушки без сердечника в опыте 1.

Используя данные опыта 2, полученные в результате измерений катушки с сердечником, определим следующее:

;;

где U₂, I₂, P₂- напряжение, ток, мощность, замеренные в опыте 2 у

катушки с сердечником.

;

где r_o= r - r_S; L_o= L - L_S;

g_o, b_o- активная и индуктивная проводимости, созданные

основным потоком.

Содержание отчета

1) Цель работы.

2) Схема электрической цепи лабораторной установки.

3) Результаты экспериментального исследования и их обработки.

4) Таблицы результатов экспериментального исследования.

5) Выводы по проделанной работе.