Контрольные вопросы

1. Как в результате эксперимента определить точку резонанса напряжения и резонанса токов в цепи с ферромагнитными элементами?

2. Можно ли получить резонансный режим в цепях с ферромагнитными элементами, изменяя только напряжение питания?

3. Как в результате эксперимента определить точку резонанса токов в цепи с ферромагнитными элементами?

4. Как работает ферромагнитный стабилизатор напряжений?

5. Как рассчитать емкость конденсатора, включаемого последовательно с катушкой индуктивности, чтобы триггерный эффект происходил при заданном напряжении?

6. Нарисовать векторную диаграмму при резонансе токов в линейной цепи.

7. Нарисовать векторную диаграмму при резонансе напряжений в линейной цепи.

8. Как проявляется триггерный эффект в последовательной электрической цепи?

9. Как проявляется триггерный эффект при параллельно включенных катушке индуктивности и конденсаторе?

10. В чем отличие феррорезонанса от резонанса в линейной цепи?

11. Как изменяется осциллограмма тока через катушку индуктивности при увеличении напряжения?

12. Как получить осциллограмму тока с помощью осциллографа?

Список рекомендуемой литературы

1. Бессонов, Л.А. Теоретические основы электротехники / Л.А.Бессонов. – М.: Гардарики, 2007. – С. 505 – 509.

2. Потапов, Л.А. Краткий курс теоретических основ электротехники / Л.А.Потапов. ­– Брянск: БГТУ, 2008. – Ч.2. С. 36 – 39.

Лабораторная работа № 11 исследование магнитной цепи цель работы

Цель лабораторной работы – исследование зависимости магнитного потока и индуктивности дросселя (катушки со стальным сердечником) от намагничивающего тока и размера зазора.

Задачи работы

Задачи лабораторной работы:

– определение основной кривой намагничивания ферромагнитного материала;

– определение зависимости индуктивности катушки с ферромагнитным сердечником от размера воздушного зазора;

– закрепление навыков расчета магнитных цепей постоянного тока.

Продолжительность лабораторной работы – 3 часа.

Краткие сведения об объектах исследования

Ф ерромагнитный материал характеризуется основной кривой намагничивания (рис. 1). Нелинейная зависимость магнитной индукции от напряженности магнитного поля в магнитопроводе приводит к аналогичной зависимости индуктивности дросселя от тока. Увеличение немагнитного зазора в магнитопроводе дросселя приводит к спрямлению вебер-амперной характеристики и уменьшению индуктивности дросселя. При расчете магнитной цепи используют закон полного тока

H_стl_ст + H_ = Iw

При этом предполагают, что магнитный поток не изменяется по всей длине магнитопровода:

_c = _я = B_ст S_ст = B_ .

В действительности в основном магнитопроводе _о и в подвижном якоре _я потоки не равны, часть магнитного потока замыкается по воздуху (так называемый поток рассеивания).

Описание стенда

Лабораторный стенд содержит лабораторный автотрансформатор (ЛАТР) и источник постоянного напряжения со стабилизатором тока (рис. 2), сдвоенный реостат (для более плавного изменения тока), амперметр, милливеберметр, дроссель (индуктивную катушку с ферромагнитным сердечником). Исследуемый дроссель имеет П-образный сердечник и прямоугольный якорь. Сердечник и якорь собраны из листовой электрической стали. Между сердечником и якорем с помощью текстолитовых и картонных прокладок может быть создан немагнитный зазор. На сердечнике расположены намагничивающая w₁, размагничивающая w₂ и измерительная w₃ обмотки. На якоре также имеется измерительная обмотка w₄. В соответствии с положением переключателя П₂ подключается либо обмотка w₁ к источнику постоянного тока, либо обмотка w₂ к сети переменного тока. Переменный ток используется для размагничивания сердечника после каждого намагничивания. Для этого плавно изменяют напряжение U₂ от максимального значения до нуля.

Магнитный поток измеряют милливеберметром, к которому подключается либо обмотка w₃ на сердечнике, либо обмотка w₄ на якоре. Этот прибор отличается от известных амперметров и вольтметров тем, что у него положение стрелки безразлично и фиксирует он приращение магнитного потока (в то время, как амперметр фиксирует измеряемый ток, и положение стрелки определяет значение этого тока). Для удобства пользования на милливеберметре предусмотрена кнопка, возвращающая стрелку к нулевой отметке. Для уменьшения дрейфа (самопроизвольного сползания стрелки вправо или влево) необходимо повернуть в соответствующую сторону ручку «дрейф нуля». При достаточно быстром проведении эксперимента (в пределах нескольких секунд), когда можно пренебречь влиянием дрейфа нуля, измерения проводят традиционным методом – увеличивают ступенями ток в обмотке и фиксируют очередное положение стрелки милливеберметра.

Для более точных измерений необходимо перед каждым измерением возвращать стрелку милливеберметра на нулевую отметку и, выполнив увеличение тока на I, зафиксировать приращение магнитного потока . При этом

где K – постоянная милливеберметра (указана на шкале или корпусе прибора); w_n – число витков измерительной обмотки; ₂, ₁ – число делений по шкале прибора.