3. Порівняльна оцінка процесів в мк при вмиканні нк в колі постійного і змінного струмів
Оцінка виконується для однієї й тієї ж самої котушки при вмиканні її в коло постійного і змінного струмів. Щоб виділити величини, що віднесені до випадків вмикання в коло постійного і змінного струмів, нижче упроваджені індекси “-” і “~”. Результати експерименту на змінному струмі наведені в табл. 1 і табл 2. Результати експерименту на постійному струмі наведені в табл. 2.
3.1. Нк з магнітопроводом у колі постійного струму
- зібрати електричне коло за схемою рис. 7, котушку WН ввімкнути в коло постійного струму (затискачі + і -). Тут R – реостат; РА – амперметр до 7,5 А; PV – вольтметр до 150 В (обидва – магнітоелектричної системи). В ролі індикатора Е.Р.С у обмотці WД використати амперметр РАД (на 1А) електромагнітної системи. Встановити рукоятку R в положення, що відповідає максимальному значенню опору;
- ввімкнути QF–. Встановити реостатом R значення постійного струму I–, що намагнічує і дорівнює значенню змінного струму I~, що намагнічує. Їх значення наведені в табл.2. Показання приладів (PV, PW і PA) записати в табл.2. Вимкнути QF– ;
- вдруге ввімкнути QF–. Звернути увагу на те, що у момент вмикання має місце нетривале відхилення стрілки амперметра РАД від нуля. Вимкнути QF– Зверніть увагу на те, що при цьому також має місце короткочасне відхилення його стрілки від нуля;
- розрахувати і записати в табл.2 значення опору провідників котушки на постійному струмі:
R– = U_/I_;
добуток: P_ = U_I_;
потужність, що витрачається на нагрівання котушки: DP_ = R _I_2 ;
- порівняти значення добутку (U–I–), потужностей P~ і P– ;
- накреслити на рис.8 заступну схему НК з вмиканням її у коло постійного струму. Вказати поруч значення опору R (з табл.2).
3.2. Нк з магнітопроводом у колі змінного струму
за даними табл.2 визначити:
- повну потужність S = U~·I~;
-
реактивну потужність
і параметри НК;
- повний опір Z = U~ /I~;
- активний опір НК на змінному струмі R ~= P~ / I2;
-
індуктивний опір
.
Результати записати у табл. 2;
- порівняти значення Z (табл.2) і R – (табл.2);
- порівняти значення S= U~ I~ і P–= U–I– (табл.2);
- накреслити заступну схему НК, вказати поруч значення опорів, що складають цю схему (з табл.1);
- порівняти значення R~, XL і Z, а також P, QL і S.
Оформлення звіту
- розрахувати і записати для всіх випадків у табл.1 значення амплітуди магнітного потоку за формулою (3) і амплітуди магнітної індукції:
Bm=Фm / S ;
- побудувати характеристики МК: на рис.5 – вебер-амперну Фm(I), а на рис.6 – вольт-амперну U(I);
- порівняти напругу на НК для однакових значень струмів, що намагнічують (утворюють один і той же магнітний потік) у колах постійного і змінного струмів (табл.2).
Письмово відповісти на питання:
1. Чим відрізняються магнітопроводи МК постійного і змінного струмів?
2. Як змінюється магнітнний потік із збільшенням струму, що намагнічує?
3. Чому вебер-амперна характеристика нелінійна?
4. Які точки вебер-амперної і вольт-амперної характеристик доцільно вибрати номінальними (робочими) на МК і чому? Вказати ці точки на характеристиках.
5. Про що свідчить відхилення стрілки амперметра РАД в перехідних процесах (вмикання котушки) і нульове його значення в усталеному режимі роботи котушки?
6. Чи споживає НК в усталеному режимі потужність з мережі на створення (збудження) постійного магнітного поля?
7. Який фізичний процес свідчить, що повний опір НК на змінному струмі більше, ніж на постійному (Z>>R)?
8. Яка потужність в колі змінного струму необхідна для збудження змінного магнітного поля?
9. Чи можна НК змінної напруги ввімкнути в мережу постійної напруги того ж значення?
10. Що необхідно зробити, щоб ту ж котушку можна було ввімкнути в мережу постійного струму?
Звіт