Лабораторна робота № 1

Дослідження замкненої електромагнітної системи

Апаратів змінного струму

Мета роботи

Вивчити методи експериментального визначення магнітного потоку, індукції та індуктивності замкненої електромагнітної системи змінного струму. Оволодіти методикою експерименту.

Програма роботи

1. Ознайомитися з обладнанням робочого місця. Записати паспортні дані обладнання.

2. Зібрати схему для дослідження електромагніта змінного струму.

3. Визначити ЕРС вимірювальних котушок при зміні напруги живлення котушки W₁ в межах (0,5…1,25)U_1н .

4. Визначити переріз і довжину стержнів магнітопроводу.

5. Розрахувати магнітні потоки та індукції в стержнях при зміні напруги живлення в межах (0,5...1,25)U_1н.

6. Розрахувати МРС F₁ і напруженість магнітного поля Н₁.

7. Побудувати залежності Ф₁ = f₁(F₁), Ф₁ = f₂(Н₁), В₁ = f₃(Н₁).

8. Визначити індуктивність L магнітної системи механізму змінного струму.

Основні теоретичні положення

Стан магнітного кола характеризується наступними величинами:

• магніторушійної або намагнетовувальною силою F, розмірність - ампер-витки [А·в] чи ампери [А]:

; (1.1)

• магнітним потоком Ф в веберах [Вб];

• магнітною індукцією В в теслах (щільність магнітного потоку) – відношення потоку до площі перпендикулярній магнітним силовим лініям:

; (1.2).

• напруженістю магнітного поля Н в амперах на метр [А/м] – падіння МДС на одиницю довжини магнітного кола:

, (1.3)

де - довжина магнітопроводу (ділянки магнітного кола), м.

- абсолютною магнітною проникністю μ у генрі на метр [Гн/м] – величина, що характеризує магнітні властивості матеріалу:

, (1.4)

або ,

де - відносна магнітна проникність, для повітря =1:

- магнітна постійна, Гн/м.

На практиці існує декілька способів експериментального визначення величин, що характеризують стан магнітного кола:

1. Осцилографічний метод;

2. Метод двуголкового датчика;

3. По ЕРС у вимірювальній котушці.

1 Осцилографічний метод

Цей метод застосовується в техніці магнітних вимірів у діапазоні частот від 50 Гц до 100 кГц. Він дає можливість орієнтовно вимірювати магнітні характеристики, візуально спостерігати їх і вивчати вплив різних факторів на ці характеристики. Похибка вимірів складає 5-10%.

Визначення індукції і напруженості магнітного поля полягає у вимірі на екрані осцилографу абсцис і ординат вершин симетричних петель гістерезису по відомій, заздалегідь визначеній чутливості горизонтальних Х і вертикальних У каналів. Принципова схема включення осцилографа для спостереження гістерезисної петлі приведена на рис. 1.1.

Відхилення по горизонталі променя осцилографа - пропорційно струму, що намагнічує, а отже, і напруженості поля. Відхилення по вертикалі – пропорційно магнітній індукції (ЕРС вимірювальної обмотки W₂) у матеріалі магнітопроводу, що досягається за допомогою інтегруючої ланки R-C.