- •Министерство транспорта Российской Федерации
- •Введение
- •Лабораторная работа № 1 Исследование линейных пассивных четырёхполюсников
- •Общие сведения
- •Программа работы
- •Примечание
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 2 Исследование переходных процессов в линейных электрических цепях
- •Общие сведения
- •Программа работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №3 Исследование нелинейных электрических цепей
- •Общие сведения
- •Программа работы
- •Содержание отчёта
- •Программа работы
- •Примечание
- •Программа работы
- •Содержание отчета
- •Программа работы
- •Содержание отчета
- •Программа работы
- •Примечание
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 8
- •Исследование пассивных фильтров
- •Общие сведения
- •Программа работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
Программа работы
1.Собрать электрическую схему (рис. 5.2), включить осциллограф, установить луч в центре координатной сетки (генератор развертки должен быть включен).
|
|
|
Рис. 5.2 |
2.Подать питание на схему и с помощью
автотрансформатора и ручек регулировки
усилителей осциллографа добиться
получения на экране устойчивого и
максимально возможного изображения
петли гистерезиса с четко выраженными
участками насыщения. Записать координаты
и
вершины петли (рис 5.1(б)).
3.Не меняя положения ручек регулировки
усилителей осциллографа, уменьшая
напряжение, подаваемое на обмотку
,
получить еще 3–4 петли на экране
осциллографа, каждый раз записывая
координаты
и
их вершин.
4.Определив значения
и
для данного положения ручек усилителей
осциллографа, вычислить значения
напряженности и магнитной индукции
испытуемого образца, используя следующие
формулы:
|
|
(5.5) |
|
|
(5.6) |
где
–
число витков соответствующих обмоток,
помещенных на испытуемом сердечнике;
–
сила тока в обмотке
;
,
–
напряжение, подаваемое на зажимы «
»,
«
»
осциллографа;
–
сопротивления, включенные в цепь обмоток
соответственно;
–
емкость конденсатора в цепи обмотки
;
–
площадь сечения сердечника;
–
длина средней линии сердечника.
5.Результаты измерений и вычислений записать в таблицу 5.1.
6.Используя данные таблицы 5.1, построить
в одной системе координат графики
и
.
Таблица 5.1
|
№ опыта |
Измерение величины |
Вычисленные величины | ||||
|
U, B |
UX , B |
UY , B |
H, A/м |
B, Тл |
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
Содержание отчета
−технические данные приборов и оборудования, использованных в работе
−электрическая схема испытаний
−таблица с данными измерений и вычислений
−графики
и
(в одной системе координат)
−выводы
Контрольные вопросы
1.Что называется первоначальной кривой намагничивания?
2.Что называется основной кривой намагничивания?
3.Какие материалы относятся к ферромагнетикам?
4.В каких устройствах используются ферромагнетики?
5.Что представляет собой петля магнитного гистерезиса?
Лабораторная работа №6
Исследование явления феррорезонанса
Цель работы:исследовать явление феррорезонанса в цепях с последовательным и параллельным соединением конденсатора и нелинейной катушкой индуктивности.
Общие сведения
В цепях переменного тока с конденсатором и катушкой, содержащий насыщающийся ферромагнитный сердечник, наблюдается целый ряд специфических явлений и, в частности, явление феррорезонанса, эффект стабилизации напряжения и другие.
Так в цепи с последовательным соединением указанных элементов (рис. 6.1(а)) наблюдается явление резонанса напряжений, что видно из вольт–амперных характеристик (ВАХ) такой цепи (рис. 6.1(б)).
Уравнение равновесия напряжений цепи, если пренебречь потерями имеет вид:
|
|
(6.1) |
Это уравнение, записанное для действующих значений напряжений и токов, может быть решено графически на основе алгебраического суммирования ординат ВАХ элементов.
|
| |
|
а | |
|
|
|
|
б |
в |
|
Рис. 6.1 | |
ВАХ линейного конденсатора
является прямой линией; ВАХ нелинейной
катушки
повторяет, как известно, форму кривой
намагничивания материала сердечника.
Построение семейства кривых на рис.
6.1(б) выполнено в предположении отсутствия
потерь и синусоидального характера
напряжения сети. Из рис. 6.1(б) следует,
что при некотором значении тока в цепи
наступает резонанс напряжений, при
котором
.
Точка «
»
результирующей характеристики
есть точка резонанса.
Поскольку индуктивность нелинейной
катушки зависит от значений тока, то
есть L=f(I),
а значения тока изменяются с изменением
входного напряжения, то есть
,
ясно, что и индуктивность становится
функцией приложенного напряжения:
|
|
(6.2) |
Это обстоятельство определяет специфику
возбуждения резонанса по сравнению с
линейным вариантом цепи: его можно
достичь не только изменением частоты
сети или принудительным изменением
параметров
и
цепи, но и простым изменением значений
входного напряжения.
В силу указанных особенностей, определяемых наличием ферромагнитного сердечника, материал которого способен к насыщению, резонанс в такой цепи называется феррорезонансом напряжений.
Реальная ВАХ цепи (см. рис. 6.1(в)) в силу наличия в цепи активного сопротивления отличается то идеальной, показанной на рис. 6.1(б).
Если последовательная
−цепь
питается от источника ЭДС (схема на рис.
6.1(а)), то в цепи можно наблюдать при
некотором значении входного напряжения
скачок тока– «триггерный эффект» (рис.
6.1(в)).
Феррорезонанс токов возникает в цепи с параллельным соединением нелинейной катушки и конденсатора (рис. 6.2(а)). Для построения суммарной ВАХ такой цепи (рис. 6.2(б)) нужно графически решить уравнение токов:
|
|
(6.3) | |
|
| ||
|
а | ||
|
|
| |
|
б |
в | |
|
Рис. 6.2 | ||
Точка «
»
есть точка резонанса, в которой выполняется
условие
.
И феррорезонанс токов можно возбудить
изменением значения входного напряжения.
Если параллельный контур питается от источника тока, то в цепи можно наблюдать скачок напряжения на параллельном контуре. Реальная ВАХ цепи (см. рис. 6.1(в)) так же, как и в последовательном контуре отличается от идеальной.







