2 Правила техники безопасности при выполнении лабораторных работ

При выполнении лабораторной работы следует в обязательном порядке придерживаться следующих правил техники безопасности:

1) При работе в лаборатории запрещается громко разговаривать, покидать рабочие места и переходить от одного стенда к другому.

2) Лабораторные стенды не должны загромождаться посторонними предметами. Проходы должны быть свободны от стульев и других предметов.

3) Приступая к сборке электрической цепи, убедиться в том, что к стенду не подано напряжение (не горит сигнальная лампа).

4) Сборку электрической цепи производить соединительными проводами при выключенном напряжении питания в строгом соответствии со схемой, представленной в методическом указании.

5) Во время сборки цепи прокладывать провода так, чтобы не было пересечений. Нельзя допускать свертывания проводов и подсоединения их в натянутом состоянии. Неиспользованные соединительные провода следует убирать со стола.

6) Собранную электрическую цепь предъявить для проверки преподавателю или лаборанту. Включение электрической цепи под напряжение (после проверки) производить только с разрешения и в присутствии преподавателя или лаборанта.

7) После выполнения лабораторной работы выключить напряжение питания стенда, разобрать исследуемую цепь и привести в порядок рабочее место.

8) Во время выполнения лабораторной работы запрещается:

– производить переключения и исправления в собранной схеме, находящейся под напряжением;

– прикасаться пальцами, карандашами и другими предметами к оголенным токоведущим частям электрической цепи, находящимся под напряжением;

– держаться одной рукой за заземленные части (водопроводные трубы, контур заземления и др.), а другой рукой прикасаться к токоведущим частям электрических устройств;

– оставлять стенд под напряжением и покидать рабочее место до окончания выполнения работы.

9) При обнаружении повреждений электрического оборудования и приборов стенда, а также при появлении дыма, специфического запаха или искрения немедленно выключить напряжение питания стенда и известить об этом преподавателя или лаборанта.

3 Лабораторная работа № 7. Исследование цепей переменного тока с взаимной индуктивностью

Цель работы: исследование влияния взаимной индуктивности на соотношения между токами и напряжениями в цепи при последовательном включении двух индуктивных катушек и при их включении по схеме воздушного трансформатора.

3.1. Основные теоретические сведения

3.1.1 Понятие об индуктивно связанных электрических цепях

Если изменение тока в одном из элементов цепи приводит к появлению ЭДС в другом элементе цепи, то такие цепи называют индуктивно связанными, а возникающую ЭДС называют ЭДС взаимной индукции.

Рисунок 3.1 – Магнитные потоки в индуктивно связанных катушках

У двух индуктивных катушек с токами и , достаточно близко расположенных относительно друг друга, часть магнитных линий поля одной катушки может быть сцеплена с витками другой катушки (рисунок 3.1). В таком случае полный магнитный поток каждой катушки состоит из собственного потока (потока рассеяния) и потока взаимной индукции:

,      , (3.1)

где , — полные магнитные потоки катушек, , — потоки рассеяния, , — потоки взаимоиндукции. Поток обусловлен током второй катушки и сцеплен с витками первой катушки, аналогично поток образован током первой катушки и сцеплен с витками второй.

При числах витков в катушках и потокосцепление самоиндукции первой катушки и потокосцепление взаимоиндукции по определению

,      . (3.2)

Аналогично для второй катушки потокосцепления равны

,      . (3.3)

Коэффициенты

,      (3.4)

определяют индуктивности первой и второй катушек, а величины

,      (3.5)

— соответствующие взаимные индуктивности. Коэффициент называется взаимной индуктивностью первой и второй катушек, — взаимной индуктивностью второй и первой катушек. Для линейных электрических цепей взаимная индуктивность зависит от геометрических размеров, числа витков и взаимного расположения катушек.

Отношение взаимной индуктивности катушек к среднему геометрическому их индуктивностей и называют коэффициентом связи катушек:

. (3.6)

Коэффициент связи всегда меньше единицы и может равняться единице лишь в теоретическом случае полного совпадения катушек, когда весь поток одной сцеплен с витками другой.