Порядок виконання роботи

1. Ознайомитись з електровимірювальними приладами та іншим обладнанням, що використовується в роботі та записати до протоколу паспортні дані.

2. Виміряти містком типу ММВ опори вказаних в таблиці 2 електропристроїв. Результати занесіть до таблиці 2.

3. Скласти схему рис. 6. Після перевірки схеми викладачем виміряти методом вольтметра-амперметра опори постійному та змінному струму вказаних в таблиці 2 електропристроїв.

УВАГА! 1. Перед вимірюванням кожного нового опору повзунок регулятора напруги на джерелі живлення встановити в нульове положення, в противному разі сила струму в колі може перевищити допустиму.

2. При ввімкненій напрузі перемикати перемикач з положення 2 в положення 1 забороняється, тому що опір багатьох пристроїв постійному струму дуже малий порівняно з опором змінному струму, а значить, при такому перемиканні сила струму в колі може перевищити допустиму межу. Зрозуміло, що перемикання в положення 1 з положення 2 допустиме.

Рис. 6. Схема для вимірювання середніх опорів методом

амперметра-вольтметра.

4. За допомогою мегомметра виміряти опір ізоляції обмоток двигуна відносно його корпуса та відносно одна одної. Результати вимірювань занесіть до таблиці 3.

ПИТАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ

1. Який фізичний зміст опорів пристроїв постійному та змінному струму?

2. Яке призначення електроматеріалів з різними опорами в електротехніці?

3. Які є методи вимірювання електричних опорів?

4. На які групи за порядком їх величини діляться опори ?

5. Які переваги та недоліки мостів?

6. Які переваги та недоліки має метод амперметра-вольтметра?

7. Який принцип дії омметрів з послідовною та паралельною схемами вимірювання?

8. Який принцип дії та призначення мегомметрів?

9. Чим пояснюється різниця в електропровідності різних матеріалів?

10. Які умови використання різних методів вимірювання?

ЛІТЕРАТУРА

1. Загальна електротехніка / В.А.Вартабедян – 4-е вид.‚ перероб. и доп. – К.: Вища шк. Головне вид-во‚ 1986. – С. 82-86.

2. Касаткин А.С.‚ Немцов М.В. Электротехника: Учеб пособие для вузов. – 4-е изд., перераб. – М.: Энергоатомиздат. 1983. – С. 284-289.

3. Электротехника / А.П. Трегуб; Под ред. Э.В. Кузнецова. – К.: Вища шк. Головное изд-во, 1987. – С.258-266.

4. Общая электротехника: Учеб пособие для вузов / Под ред. д-ра техн. наук А.Т. Блажкина; 4-е изд. перераб. и доп. Л.: Энерго­атомиздат, Ленинград. отд-ние, 1986. – С. 251 -253.

ЗВІТ ДО РОБОТИ

1. Результати вимірювання опорів різними методами занесіть до таблиці 2.

Табл. 2

№	Назва пристрою		Опір за паспортом	Виміряти					Обчислити
				Містком R, Ом	Методом вольтметра-амперметра
					U–	I–	U ~	I~	R, Ом	Z, Ом	X, Ом	ΔR=R-R0	Δ= ΔR/R0%
1	реостат	1
		2
2	резистор	1
		2
3	котушка	1
		2
		3
4	обмотка статора	1
		2
5	конден-сатор	1
		2

2. Виконайте необхідні обчислення за даними вимірювань, результати занесіть до таблиці 2. Зробіть висновки про точність вимірювань методів амперметра-вольтметра та місткового.

3. Результати вимірювань опору ізоляції занесіть до таблиці 3.

Табл. 3

Точка приєднання	О – А	О – В	О – С	А – В	В – С	С – А
Величина опору ізоляції, Ом

4. На основі вимірювань опору ізоляції обмоток статора асинхронного двигуна зробіть висновок про стан його ізоляції та придатність двигуна для використання під напругою, вказаною в паспорті.

5. Зробіть висновки по роботі.

РОЗРАХУНКИ ТА ВИСНОВКИ

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 9

ДОСЛІДЖЕННЯ КОТУШКИ ІЗ СТАЛЬНИМ ОСЕРДЯМ

Мета роботи: навчитись визначати параметри схеми заміщення котушки з стальним осердям.

Знати: теорію електромагнітних процесів в котушці з осердям та без нього.

Вміти: досліджувати котушку із стальним осердям в колі змінного струму.

Обладнання: 1. Котушка із розбірним магнітопроводом стержньо-вого типу. 2.Амперметр змінного струму на 0-1 А. 3. Вольтметр змінного струму на 0-75-150-300 В. 4. Вольтметр змінного струму на 0-30 В. 5. Ватметр на струм 0-1 А, напругу 150-300 В. 6. ЛАТР – 9.

КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Робота електричних машин, приладів і апаратів ґрунтується на фізичних законах електромеханічної та індукційної дії магнітного поля. Джерелом намагнічувальної сили (н.с.) або магніторушійної сили (м.р.с.), яка створює магнітне поле, є постійний магніт або електромагніт. Електромагніти бувають постійного і змінного струму. Сукупність джерела м.р.с. та ряду тіл і середовищ (магнітопровід), які створюють шлях для основної частини ліній магнітної індукції, називається магнітним колом. Магнітні кола, як і електричні, можуть бути нерозгалужені і розгалужені, з одним або декількома джерелами м.р.с., симетричні і несиметричні, однорідні і неоднорідні. Симетричним називається магнітне коло, магнітопровід якого розгалужується на декілька однакових віток. Якщо вітки неоднакові, то магнітне коло несиметричне. Магнітне коло називається однорідним, якщо напруженість магнітного поля по всій довжині магнітопроводу однакова, наприклад, при тороїдному сердечнику.

Магнітопроводи для магнітних кіл виготовляють із феромагнітних матеріалів з різними магнітними властивостями, надаючи їм необхідної геометричної форми.

У феромагнітних матеріалах магнітна проникність велика та нестала. Ці матеріали намагнічуються в магнітному полі, тобто після закінчення дії магнітного поля вони зберігають магнітні властивості. Ці матеріали називаються феромагнетиками.

Магнітна проникність феромагнетиків не є сталою, тому використо-вується крива намагнічування (рис. 1).

К

Рис. 1

ривою намагнічування називається залежність магнітної індукції від напруженості магнітного поля. Типова крива намагнічування має лінійну ділянку та ділянку насичення. Лінійну ділянку використовують при роботі феромагнетику у вимірювальних приладах, коли треба зберегти лінійну залежність магнітних властивостей матеріалу від напруженості магнітного поля. Ділянку насичення використовують у таких приладах, де феромагнетик має забезпечити постійну та максимальну магнітну індукцію (генера-тори постійного струму, двигуни тощо).

Я

Рис. 2

кщо розглянути процес змінного намагнічування феромагнетику, то можна побудувати петлю гістерезису (рис. 2). Форма та площа петлі залежить від матеріалу осердя. За петлею гістерезису визначаються характеристики феромаг-нітного матеріалу. Петля гістерезису визначається основними величинами:

а

Рис. 3

) індукцією насичення (В_m), максимальною індукцією, котру може забезпечити феромагнетик;

б) залишковою індукцією (В_r), котра встановлюється у феромаг-нетику при вимкненні поля;

в) коерцитивною силою (Н_c), тобто значенням напруженості поля, необхідного для розмагнічування феромагнетику (для встановлення індукції В = 0) (рис. 3). Площа петлі гістерезису пропорційна енергії, що витрачається на перемагнічування матеріалу. Коерцитивна сила характеризує спроможність матеріалу зберігати залишкову намагніченість. За значенням коерцитивної сили феромагнетики поділяються на: магнітом'які (Н< 0,01 А/м), з вузькою петлею г істерезису (рис. 4, а);

магнітотверді (Н > 20 кА/м), з широ-кою петлею гістерезису (рис 4, б).

М

Рис 4

агнітом'які феромагнетики мають незначні втрати на перемагнічування матеріалу, тому вони викорис-товуються для створення змінних магнітних потоків, тобто у магнітних колах із котушками, увімкненими на змінну напругу. Магнітом'які осердя застосовуються у трансформаторах, двигунах та генераторах змінного струму, електромагнітах тощо.

В електротехнічних приладах застосовують холоднокатану електротехнічну сталь (марки 3412...3416), гарячекатану електротехнічну сталь (марки 1211, 1212, 1213, 1311, 1312, 1313, 1411, 1412, 1413, 1511, 1512, 1513, 1514) тощо.

Втрати на вихрові струми в осерді залежать від питомого електричного опору матеріалу. Застосування феритів в електротехнічних приладах та пристроях дає змогу зробити осердя суцільними, а не шихтованими. Ферити мають великий питомий електричний опір, їх застосовують у колах підвищеної частоти.

Магнітотверді феромагнетики використовують для створення постійних магнітних потоків. Сталі магніти виготовляють із магніто-твердих матеріалів.

Найпоширенішими є сплави типу ЮНДК (залізо, кобальт, нікель, алюміній) із великою коерцитивною силою.

Магнітні характеристики феромагнетиків погіршуються від механічних ударів і підвищення температури. Сталі магніти при цьому розмагнічуються.

Основна частина будь-якого електромагнітного пристрою змінного струму - магнітний ланцюг зі змінної м. р. с. Найпростішим магнітним ланцюгом з такою м. р. с. є котушка з феромагнітним сердечником, по якій проходить змінний струм.

Особливість магнітного ланцюга зі змінною м. р. с. у порівнянні з магнітним ланцюгом з постійної м. р. с, полягає в тому, що струм залежить не тільки від прикладеної напруги на котушці (обмотці) і опору кола, але й від характеристик магнітного кола. У результаті залежність між напругою на котушці й значенням струму в ній буде нелінійною та інерційною.

Індуктивна котушка з феромагнітним (стальним) сердечником, по якій протікає змінним струм - це магнітний ланцюг зі змінною м. р. с. Магнітне поле в котушці збуджується струмом. Її сердечник, що володіє великою магнітною проникністю, є магнітопроводом з невеликим магнітним опором. Він сам намагнічується полем котушки й у сотні й тисячі разів підсилює відносно невелике її магнітне поле .

САМОСТІЙНА ПІДГОТОВКА

ДО ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ

1. Накреслити схему магнітних кіл для різних типів магнітопроводів.

2. Відповісти на одне з контрольних запитань. Номер запитання визначається за останньою цифрою залікової книжки.

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

1. Ознайомитись з приладами і обладнанням, яке використо­вується в роботі і записати до протоколу досліджень їх паспортні дані.

2. Скласти схему ( рис. 5 ), приєднавши котушку без сердечника і вольтметр, розрахований на малі межі вимірювання. Упевнитись у справності всіх приладів і апаратів і після перевірки схеми зняти вольт-амперну характеристику котушки без сердечника, вимірюючи також потужність. Результати вимірювань занесіть до таблиці 1. Регулюючи вхідну напругу, струм збільшувати до від 0,1 до 1 А.

Р ис. 5 Схема дослідження котушки із стальним сердечником

3. В схемі рис. 5 надіти котушку на сердечник, замінити вольтметр на високовольтний і повторити дослід, встановлюючи струм в котушці тих же значень, що і в досліді 2. Результати занесіть до таблиці 2.

4. Зробити за допомогою діелектричних прокладок зазор в сердечнику δ = мм і повторити дослід при тих же струмах. Результати занесіть до таблиці 2.

ПИТАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ

1. Дайте визначення магнітного кола і назвіть його елементи.

2. Назвіть матеріали для створення магнітних кіл.

3. Приведіть приклади магнітних кіл з постійним магнітом.

4. Приведіть приклади магнітних кіл з електромагнітами.

5. Як впливає на параметри котушки стальний сердечник без зазору?

6. Поясніть вплив на параметри котушки стального сердечника з зазором.

7. Назвіть області застосування магнітом’яких і магнітотвердих матеріалів.

8. Поясніть, чому R_mc<< R_mз при δ 1_мм.

9. Назвіть причини більшої ширини динамічної петлі гістерезису.

10. Для чого несинусоїдальний струм котушки зі сталлю замінюють еквівалентним синусоїдальним.