Содержание и порядок выполнения работы

После повторения соотношений между параметрами цепей переменного тока, содержащих катушку индуктивности с ферромагнитным сердечником, собрать рабочую схему, изображенную на рис.12.

Устанавливая различные величины напряжения, измерить ток и мощность. Данные наблюдений занести в таблицу. Величина активного сопротивления катушки задана на стенде.

ТТаблица 1

Измерения

Вычисления

№ п/п

U

I

P

z=U/I

Pм=RI2

Pст=P-Pм

R0=P/I2

xэ2=z2– (R+R0)2

L0=xэ/ω

дел.

В

дел.

В

дел.

В

Ом

Вт

Вт

Ом

Ом

Гн

1.

Содержание отчета

В рабочей тетради должны быть представлены рабочая схема, заполненная таблица, построенные зависимости z, R₀, x_э, L, P_ст=f(U) и вольт–амперная характеристика U=f(I) и схема замещения.

Контрольные вопросы

1. На что расходуется мощность, потребляемая катушкой индуктивности, подключенной к сети постоянного тока?

2. Как определяется сопротивление обмотки катушки индуктивности постоянному току?

3. Какие физические процессы возникают в ферромагнитном сердечнике катушки индуктивности, подключенной к сети переменного тока?

4. Что называется потерями в стали сердечника и как величина этих потерь зависит от напряжения, приложенного к обмотке?

5. Из каких двух слагаемых состоит активное сопротивление индуктивной катушки с ферромагнитным сердечником, подключенной к сети переменного тока?

6. Из каких двух слагаемых состоит индуктивное сопротивление индуктивной катушки с ферромагнитным сердечником, подключенной к сети переменного тока?

Задачи

1. В трансформаторе мощностью 100 кВА при номинальном напряжении 6 кВ мощность потерь в стали равна 600 Вт. Вычислить Р_ст при повышении напряжения до 6,6 кВ при той же частоте и форме кривой напряжения?

2. Первичные обмотки трансформатора переключаются с соединения треугольником на соединение звездой. Какой станет мощность потерь в стали, если в первом случае она равнялась 6840 Вт? Напряжение на обмотке синусоидально. Падением напряжения в обмотке и магнитным рассеянием можно пренебречь.

3. Показания измерительных приборов в цепи катушки индуктивности с ферромагнитным сердечником, включенной на синусоидальное напряжение, следующие: U=120 В , I=10 А ,P=150 Вт. Если сердечник из катушки удалить, то приборы покажут: U=120 В , I=12 А ,P=72 Вт.

Пренебрегая магнитным рассеянием и имея в виду, что магнитное насыщение не наступает, определить все величины, необходимые для построения векторной диаграммы катушки.

4. Мощность потерь в катушке индуктивности с ферромагнитным сердечником при напряжении 125 В, токе 2 А и частоте 50 Гц равна 50 Вт. Активное сопротивление обмотки R=1,5 Ом. Индуктивное сопротивление рассеяния x=1,25 Ом.

Определить параметры последовательной схемы замещения.

5. При включении катушки с ферромагнитным сердечником на постоянное напряжение 0,1 В ток в обмотке равен 1,4 А. При включении той же катушки на переменное напряжение 100 В ток в обмотке 4 А, а мощность потерь 60 Вт.

Определить ЭДС самоиндукции, намагничивающую мощность (индуктивным сопротивлением рассеяния пренебречь).

6. Катушка с ферромагнитным сердечником включена под напряжение U=100 В, по ней протекает ток I=5 А, отстающий по фазе от напряжения на угол φ₁, причем Cosφ₁=0,7. Эта же катушка, но без ферромагнитного сердечника, потребляет ток I=10 А, отстающий от напряжения на угол φ₂, причем Cosφ₂=0,9.

Определить потери мощности в меди и в стали.

9