Вопрос 7. Объяснить характер зависимостей;;;.

Ответ 7-1ЗависимостьZ=f(I)

Если пренебречь индуктивностью рассеяния и магнитными потерями, то полное сопротивление катушки приближенно равно Ż=Rк+j·X_L0. Индуктивное сопротивлениеX_L0=ω·L₀=ω·μ_r·L₀₀, гдеL₀₀– индуктивность катушки без сердечника, μ_r относительная магнитная проницаемость. Магнитная проницаемость μ_r в ферромагнетиках сильно зависит от напряженности магнитного поля катушки, а следовательно и от тока в катушке. Зависимость μ_rот токаI. представлена на рис. 19.

R_Kне зависит от тока. ОбычноX_L>>R_K, поэтому зависимость сопротивления Z= f(I) близка к зависимостиμ_r= f(I) (рис. 19, линияa).

Область резкого нарастанияZ от тока очень узкая и часто экспериментально не измеряется.

Учет потерь приводит к увеличению доли активного сопротивления в цепи, но незначительно изменит характер зависимости полного сопротивления от тока (рис. 19, линия b).

**)При выполнении лабораторной работы начальную область резкого нарастания Z от тока исследователь не видит.

Ответ 7-2ЗависимостьU=f(I) -это вольтамперная характеристика катушки с сердечником. Экспериментальная криваяU=f(I) представлена на рис.20.

Рис. 20

Вариант ответа a)По закону ОмаU=I·Z. При линейном возрастании тока и постоянномZпадение напряженияUдолжно нарастать также линейно. Однако в нашем случае сопротивлениеZсамо зависит от протекающего через него токаZ=f(I). Поэтому графикU=f(I)=I·Z(I) этопроизведение линейной функции и нелинейной функции Z=f(I) (рис.21).

Ответ 7.3График зависимостиIa=f(I)

Объяснение. График строиться на анализе формулы:

Магнитные потери Рм состоят из двух видов потерь: на перемагничивание сердечника и на вихревые токи. Оба вида потерь зависят от тока и описываются эмпирическими формулами:

Рг= σ_г·f·Bⁿ_m·G ; Рв= σ_в·f²·B²m·G

где σ_г , σ_в - коэффициенты,f -частота, B_m –амплитуда магнитной индукции, G-масса, γ –электропроводность сердечника. Показатель n лежит в интервале 1,6<n<2. Амплитуда магнитной индукции B_mзависит от тока также как и амплитуда магнитного потока Ф_м. Т.к потери на вихревые токи пропорциональны квадрату токаI²м, а зависимость ЭДС Е от токаIизвестна Е (I) ≈ Ф_m(I), тоI_абудет расти согласно отношениюI_a≈const·I²/Ф_м(I). На начальном участке линейно, затем квадратично.

График I_a=f(I) представлен на рис. 21.

Рис. 21

Ответ 7.4График зависимостиI_μ=f(U)

График cтроится на анализе формулы:. ГрафикIa=f(I) показан на рис.21.

Рост полного тока Iидет быстрее роста активной части полного токаI_a, поэтому магнитная составляющая полного токаI_μрастет с увеличением полного тока. ГрафикI_μ=f(U) представлен на рис.21.

Тема № 4: ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА

Цель работы:1) ознакомиться с устройством и принципом действия однофазного трансформатора;

2) изучить режимы работы и методику опытного определения основных параметров трансформаторов.

Работа выполняется на универсальном стенде, где установлены лабораторный автотрансформатор , измерительные приборы, однофазный двухобмоточный трансформатор, реостат. Электрическая схема стенда представлена на рис.26.

Рис. 22

Контрольные вопросы