2курсТОЭ / Лаб_20emf

3. Содержание отчета

1.Нарисовать схемы электрических цепей. Перенести данные из протокола.

2.Построить экспериментальные ВАХ элементов.

3.Выполнить графический расчет токов и напряжений. Сравнить результаты графического расчета с экспериментальными данными.

Отчет по лабораторной работе № 17 «Нелинейная цепь постоянного тока»

Схема цепи для получения статических характеристик (рис. 1).

I

A

Рис. 1 Экспериментальные статические вольтамперные характеристики пред-

ставлены в таблице 1.

Таблица 1

Схема замещения исследуемой электрической цепи представлена на рис. 2.

Рис. 2

123

По данным табл. 1 на рис. 3 построены статические характеристики U1 (I1 ); U2 (I2 ) нелинейных элементов и U3 (I3 )= RI3 для резистора R.

Рис. 3 Результаты эксперимента из протокола измерений представлены в табл. 2.

Таблица 2

Расчет токов и напряжений цепи по схеме рис. 2. Уравнения Кирхгофа имеют вид:

__________________________________________________________________

Построение по результатам расчета зависимостей U23 (I1 ) и U (I1 ) выполняется на рис. 3.

Результаты графического решения уравнений Кирхгофа для U = __ В представлены в таблице 3.

Работу выполнил: _________________________

Работу принял: ___________________________

124

Лабораторная работа № 18 Катушка с ферромагнитным сердечником

Целью работы является экспериментальное определение параметров схемы замещения катушки индуктивности с ферромагнитным сердечником для основного магнитного потока.

1. Общие сведения

При расчетах установившегося периодического процесса несинусоидальный ток в катушке с ферромагнитным сердечником заменяют эквивалентным

синусоидальным iэк = Im sin (ωt +ψi ). Это дает возможность записывать уравнения цепи в комплексной форме и строить векторные диаграммы.

фаза ψi определяется из условия сохранения потерь P = Pфер + I 2 Rк .

Пренебрегаем магнитным потоком рассеяния. Синусоидальное напряжение u =Um sin ωt , приложенное к катушке, уравновешивает э. д. с. индукции от изменения основного магнитного потока и падение напряжения на сопротивление Rк катушки

u = iRк + ddtΨ0 ,

где: Ψ0 – потокосцепление основного магнитного потока Φ0 (Φ0 замыкается

напряжение u, является синусоидальным и отстает от напряжения на угол π2. Эквивалентный синусоидальным iэк из-за наличия потерь отстает от на-

пряжения на угол ϕ< π2. Из условия сохранения потерь в цепи:

UI cos ϕ=Pфер + I 2 Rк ,

Начальная фаза эквивалентного синусоидального тока ψi = −ϕ.

Замена несинусоидального тока эквивалентным синусоидальным позволяет экспериментально определить параметры схемы замещения катушки R0 ,

X0 (рис. 18.1) или G0 , B0 (рис. 18.2). Параметры определяются из физическо-

го эксперимента, в котором для заданного напряжения измеряют действующие значения тока и активную мощность P (рис. 18.3).

125

Протокол измерений к лабораторной работе № 18

«Схема замещения катушки с ферромагнитным сердечником»

Схема замещения электрической цепи представлена на рис. 1П.

u

Рис. 1П

Экспериментальные данные представлены в табл. 1П.

Таблица 1П

Работу выполнил: ___________________________

Работу проверил: ____________________________

3. Содержание отчета

1.Нарисовать схемы замещения катушки с ферромагнитным сердечником. Перенести экспериментальные данные из протокола измерений.

2.По экспериментальным данным рассчитать параметры последовательной и параллельной схем замещения катушки с ферромагнитным сердечником.

3.Построить зависимости параметров элементов схемы от величины приложенного напряжения.

4.Для напряжения U = 5 В построить векторные диаграммы напряжений и токов для последовательной и параллельной схем замещения катушки.

127

Отчет по лабораторной работе № 18

«Схема замещения катушки с ферромагнитным сердечником»

Электрическая схема исследуемой цепи представлена на рис. 1.

Рис. 1 Опытные данные из протокола измерений представлены в таблице 1.

Таблица 1

Параметры схем замещения

На рис. 2 и рис. 3 представлены возможные схемы замещения катушки с ферромагнитным сердечником.

По экспериментальным данным выполнен расчет параметров цепи по схеме замещения рис. 2:

По экспериментальным данным выполнен расчет параметров цепи по схеме замещения рис. 3:

Результаты расчета параметров представлены в табл. 2.

128

На рис. 4 по данным табл. 2 построены зависимости от напряжения парамет-

ров Z0 , R0 , X0 цепи(рис. 2).

На рис. 5 по данным табл. 2 построены зависимости от напряжения параметров Y0 , G0 , B0 цепи(рис. 3).

Ом−1

129

Работу выполнил: __________________________

Работу принял: ____________________________

130

Лабораторная работа № 19 Потери в сердечниках из ферромагнитных материалов

Целью работы является выполнение опытов по разделению ферромагнитных потерь на гистерезис и на вихревые токи.

1. Общие сведения

Потери в катушке со стальным сердечником состоят из потерь в обмотке катушки Pм и потерь в сердечнике Pфер . Потери в ферромагнитных материалах

состоят из потерь на гистерезис и на вихревые токи. При амплитудах магнитной индукции в сердечнике катушки порядка Bm =1,6 –1,8 Тл в объеме V на часто-

Из последнего уравнения следует, что можно экспериментально разделить

Pфер на частоте f на PГ и PВ . Для этого необходимо выполнить измерения

мощности при одинаковой магнитной индукции Вm на двух частотах f1 и f2. При синусоидальном магнитном потоке действующее значение напряжения U = 4,44BmSfw, где S – площадь поперечного сечения магнитопровода,

w – число витков в катушке. Для выполнения условия Bm1 = Bm2 = Bm , напряжения и частоты в опытах должны удовлетворять соотношению

2. Содержание и порядок выполнения работы

В лабораторной работе исследуют катушку индуктивности с ферромагнитным сердечником из модуля НЕЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ. Источником синусоидального напряжения является модуль ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР. Измерительные приборы расположены в модуле ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗЫ. Сопротивление проводов обмотки катушки измеряют мультиметром РР.

•Собрать электрическую цепь по схеме рис. 1П протокола измерений.

•Проверить собранную электрическую цепь в присутствии преподавателя.

•Включить автоматический выключатель QF модуля питания.

•Включить тумблер СЕТЬ модуль ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР. Пере-

ключатель Форма установить в положение . Регулятором Частота уста-

131

•Измерить сопротивление Rм проводов обмотки мультиметром РР. Величину занести в протокол.

•Выполнить расчеты, приведенные в протоколе измерений.

•Протокол измерений утвердить у преподавателя.

•Выключить тумблеры СЕТЬ модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР и ав-

томатический выключатель QF модуля питания.

Протокол измерений к лабораторной работе № 19 «Потери в сердечниках из ферромагнитных материалов»

Схема исследуемой цепи представлена на рис. 1

Работу выполнили: _____________________________

Работу проверил: ______________________________

132