- •Электротехника
- •Содержание
- •Лабораторная работа №1 Разветвленная цепь постоянного тока.
- •Лабораторная работа №2 Цепи однофазного переменного тока
- •4.4. Вывести формулу резонансной частоты из условия наступления резонанса. Лабораторная работа №3 Индуктивная цепь
- •Лабораторная работа №4 Трехфазные электрические цепи.
- •Список использованной литературы
4.4. Вывести формулу резонансной частоты из условия наступления резонанса. Лабораторная работа №3 Индуктивная цепь
Цель работы.
Экспериментальное определение основных величин, характеризующих свойства катушки индуктивности. Оценка зависимости этих величин от наличия магнитного сердечника катушки и степени его намагничивания.
2. Описание установки.
2.1. На стенде установлены две катушки индуктивности L1 и L2, имеющие одинаковые размеры и число витков. Одна катушка L2 имеет ферромагнитный сердечник (рис. 1), другая L1 – сердечника не имеет.
I
lCP
W = 800витков
Рис. 1
Для измерений значений тока используются миллиамперметры, расположенные на передней панели стенда, как для постоянного, так и для переменного тока. Для измерения напряжений на катушках индуктивности пользуются цифровыми вольтметрами В7-38. Первоначально катушки подключают к цепи постоянного тока (рис. 2), затем к сети однофазного переменного напряжения (рис. 3).
2.2. Для питания схемы постоянного напряжения используется двухполупериодный выпрямитель, расположенный на левой стороне стенда. При измерении тока и напряжения используются приборы магнитоэлектрической системы.
I
+
–
L2 L1
Рис. 2
2.3. Для питания схемы переменным напряжением используется регулируемый лабораторный автотрансформатор ТА, Изменяя напряжение на катушках индуктивности производить измерения с помощью цифрового вольтметра (либо с помощью мультиметра в режиме переменного тока на пределе 200 В).
I
ТА
U
L2 L1
Рис. 3
3. Рабочее задание.
3.1. Собрать цепь рис. 2 для определения активного сопротивления катушек индуктивности.
3.2. Активные сопротивления R1 и R2 катушек определить экспериментально, по закону Ома, при помощи амперметра A и вольтметра V для трех различных значений постоянного тока, устанавливаемых переменным сопротивлением R. Значения токов записано в таблице 1. Результаты измерений и вычислений занести в ту же таблицу 1.
Таблица 1
Измерено |
Вычислено | |||||
I |
U1 |
U2 |
RL1 |
RL1CP |
RL2 |
RL2CP |
mА |
В |
В |
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
200 |
|
|
|
|
|
|
300 |
|
|
|
| ||
400 |
|
|
|
|
3.3. Собрать схему рис. 3 для определения полного сопротивления катушек. Измерить напряжения на катушках для пяти различных значений тока, устанавливаемых с помощью лабораторного трансформатора ТА. Значения тока записаны в таблице 2.
Таблица 2
Измерено |
Вычислено | ||||||||||
I |
U1 |
U2 |
Z1 |
XL1 |
L1 |
Z2 |
XL2 |
L2 |
Bm1 |
Bm2 |
H |
А |
В |
В |
Ом |
Ом |
Гн |
Ом |
Ом |
Гн |
Тл |
Тл |
А/м |
0,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.4. Полное сопротивление катушек определяют по закону Ома:
U
Z = , Ом
I
3.5 Индуктивное сопротивление катушек определяют из полного сопротивления:
Z = RL2 + XL2 , Ом
3.6. Индуктивность L катушки определяется из соотношения:
XL Ом= 2fLГн
где f – частота тока в Гц.
3.7. Принимая приближенно напряжение на катушке равным индуктируемой в ней ЭДС, можно рассчитать значение амплитуды магнитной индукции по следующей формуле:
E U
Bm = = Тл
4,44 f W S 4,44 f W S
где f – частота переменного тока, Гц;
W – число витков обмотки катушки;
S – площадь поперечного сечения сердечника, м2.
3.8. Напряженность магнитного поля катушки определяют по закону полного тока, считая магнитопровод однородным:
I W
H = , А/м
lCP
где lCP – длина средней линии сердечника, м.
3.9. Построить на одном графике в одном масштабе зависимости индуктивностей обеих катушек от тока, протекающего по ним:
L1 = f(I); L2 = f(I)
3.10. Построить на одном графике в одном масштабе зависимости магнитной индукции от напряженности магнитного поля для обеих катушек:
Bm1 = f(H); Bm2 = f(H)
4. Контрольные вопросы.
4.1. Почему в опыте на постоянном токе закон Ома не учитывает влияния индуктивности катушек?
4.2. Как влияет ферромагнитный сердечник на индуктивность катушки?
4.3. Почему индуктивность катушки с ферромагнитным сердечником становится зависимой от силы тока?