Исследование катушки с ферромагнитным сердечником
Исследование основных технических характеристик катушки со стальным сердечником. Анализ зависимости параметров и потерь в стали катушки от воздушного зазора и напряжения сети. Схема и этапы построения и анализа векторной диаграммы катушки со сталью.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 31.05.2018 |
| Размер файла | 83,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Цель работы: Исследование зависимости параметров и потерь в стали катушки от воздушного зазора и напряжения сети.
Рисунок 1. Схема исследования катушки со стальным сердечником
Порядок выполнения работы.
1. Ознакомиться с катушкой со стальным сердечником и записать в таблицу №1 и её основные характеристики: число витков основной W и дополнительной Wg обмоток, поперечное сечение сердечника S, и активное сопротивление основной обмотки r.
2. Собрать схему рисунка 1.
3. Провести исследование катушки со стальным сердечником при постоянной величине напряжения U на её зажимах и переменном воздушном зазоре д.
3.1. Установить и затем поддерживать в процесее проведения эксперимента постоянное напряжение на зажимах катушки U=70 В.
3.2. Изменяя воздушный зазор д в сердечнике катушки от 0 до 50 мм, провести 6 измерений тока I, мощности P и напряжения Ug на дополнительной обмотке.
3.3. По данным измерений определить параметры катушки и всей цепи. Результаты измерений и вычислений записать в таблицу №2.
3.4. По данным таблицы №2 построить графики зависимостей: I(д), Bm(д), z(д), z0(д), Pc(д) при U=const. Объяснить характер графиков.
4. Произвести исследование катушки со стальным сердечником при постоянном воздушном зазоре д и изменяющемся напряжении U, для чего:
4.1 Установить постоянный воздушный зазор в сердечнике д=0 мм.
4.2 Изменяя с помощью автотрансформатора АТ напряжение U от нуля до максимального значения (240 B), произвести 6 измерений тока I, мощности Р и напряжения Ug. Сравнить экспериментальное значение тока I при U=100 В с его расчётным значением. Результаты измерений занести в таблицу №3.
4.3 По данным измерений определить параметры катушки и всей цепи. Результаты вычислений занести в таблицу №3.
4.4 По данным таблицы №3 построить кривые: I(U), Z(U), PC(U), z0(U) при д=const.
5. Для одного из отсчётов (таблица №3) построить векторную диаграмму и схему замещения катушки со стальным сердечником.
Таблица №1. Основные характеристики катушки
|
W |
Wg |
SC, см2 |
К, Ом |
|
|
600 |
600 |
12 |
3.2 |
Таблица №2. Исследование катушки со стальным сердечником при постоянной величине напряжения U на её зажимах и переменном воздушном зазоре д
|
N |
Измерено |
Вычислено |
|||||||||||||||
|
U, В |
I, А |
P, Вт |
Ug, В |
д, мм |
E, В |
Bm, Тл |
Z, Ом |
R, Ом |
X, Ом |
Pc, Вт |
Z0, Ом |
R0, Ом |
X0, Ом |
Xs, Ом |
сos(ц) |
||
|
1 |
70 |
1.45 |
12 |
36 |
10 |
36 |
0.225 |
48 |
5.7 |
47.7 |
5.272 |
24.8 |
2.5 |
24.7 |
23 |
0.118 |
|
|
2 |
70 |
1.74 |
15 |
28 |
18 |
28 |
0.175 |
40 |
4.9 |
40 |
5.312 |
16 |
1.7 |
15.9 |
24.1 |
0.123 |
|
|
3 |
70 |
2 |
20.2 |
25.2 |
26 |
25.2 |
0.158 |
35 |
5 |
34.6 |
7.4 |
12.6 |
1.8 |
12.5 |
22.1 |
0.143 |
|
|
4 |
70 |
2.35 |
25 |
22.5 |
34 |
22.5 |
0.141 |
30 |
4.5 |
30 |
7.328 |
9.6 |
1.3 |
9.5 |
20.5 |
0.15 |
|
|
5 |
70 |
2.65 |
30.3 |
20 |
42 |
20 |
0.125 |
26 |
4.3 |
25.6 |
7.828 |
7.5 |
1.1 |
7.4 |
18.2 |
0.165 |
|
|
6 |
70 |
3 |
35.3 |
18 |
50 |
18 |
0.113 |
23 |
3.9 |
22.7 |
6.5 |
6 |
0.7 |
5.96 |
16.74 |
0.17 |
Вычисления.
1. ЭДС: 2. Амплитудное значение магнитной индукции:
. ,
где f=50 Гц - частота сети, W и Wg - числа витков основной и дополнительной обмоток соответственно, SC - площадь сечения магнитопровода.
Параметры схемы замещения:
r0 - активное сопротивление, характеризующее тепловые потери в стали,
x0 - индуктивное сопротивление, обусловленное основным магнитным потоком,
xS - индуктивное сопротивление, обусловленное потоком рассеяния,
R=r+r0 - общее активное сопротивление катушки,
x=xS+x0 - общее реактивное сопротивление катушки,
Pc - тепловые потери в стали.
Параметры катушки определяют из следующих выражений:
, , , , ,
, , ,
Коэффициент мощности катушки:
.
Рисунок 2. График зависимости I(д)
Рисунок 3. График зависимости Bm(д).
Рисунок 4. Графики зависимостей z(д) и z0(д)
Рисунок 5. График зависимости РC(д).
Рисунок №6. График зависимости I(U)
Рисунок №7. Графики зависимостей z(U) и z0(U)
Рисунок №8. График зависимости Pc(U)
Рисунок №9. Схема замещения катушки со сталью
катушка сердечник сталь сеть
Построение векторной диаграммы катушки со сталью (для измерения №1).
1. Расчёт неизевестных параметров.
1.1. Амплитуда магнитного потока:
1. 2. Активная составляющая тока:
.
1.3. Реактивная составляющая тока:
.
1.4 Угол сдвига фаз между током и напряжением сети:
.
1.5. Угол сдвига фаз между током и ЭДС самоиндукции:
1.6. Комплекс напряжения сети:
, , ,
.
1.7. Падение напряжения на катушке:
2. Построение векторной диаграммы.
2.1. Произвольно откладываем вектор магнитного потока Фм.
2.2. Откладывем вектор ЭДС самоиндукции. ЭДС самоиндукции отстаёт по фазе на 90? от основного магнитного потока.
2.3. Реактивная составдяющая тока совпадает с основным магнитным потоком Фм. Откладываем вектор реактивной составляющей тока.
2.4. Откладываем вектор напряжения .
2.5. Откладываем вектор активной составляющей тока. Он совпадает с напряжением .
2.6. Откладываем вектор тока I=Ia+Ip.
2.7. Откладываем вектор напряжения сети.
2.8. Откладываем вектор падения напряжения на катушке. Он параллелен вектору тока I.
2.9. Откладываем вектор падения напряжения, обусловленного потоком рассеяния. Для этого соединим конец вектора и начало вектора
Рисунок №10. Векторная диаграмма для катушки со сталью
Вывод. В ходе работы было проведено исследование катушки со стальным сердечником. Были пострены зависимости параметров катушки от ширины воздушного зазора в сердечнике катушки при переменном воздушном зазоре и постоянном напряжении сети и звисимости параметров катушки от напряжения сети при переменном напряжении сети при постоянной ширине воздушного зазора. Была пострена вектрная диаграмма для одного из расчётов катушки с сердечником.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Влияние величины индуктивности катушки на электрические параметры цепи однофазного синусоидального напряжения, содержащей последовательно соединенные катушки индуктивности и конденсатор. Опытное определение условий возникновения резонанса напряжений.
лабораторная работа [105,2 K], добавлен 22.11.2010Расчет обмоточных данных и размеров катушки электромагнита при постоянном и переменном токе. Магнитная индукция в сердечнике, якоре и ярме. Напряженность поля в якоре, ярме и сердечнике электромагнита по кривой намагничивания. Число витков и ток катушки.
лабораторная работа [929,4 K], добавлен 12.01.2010Методика и особенности проверки зависимости периода колебаний от емкости и определения индуктивности катушки, а также сопротивления катушки от периода колебаний. Анализ и оценка взаимосвязи логарифмического декремента затухания от сопротивления контура.
курсовая работа [101,6 K], добавлен 21.09.2010Изучение электрических цепей, содержащих катушку индуктивности. Определение зависимости величины индуктивности от магнитной проницаемости сердечника. Измерение магнитной индуктивности катушки в электрической цепи с сопротивлением и источником тока.
лабораторная работа [24,1 K], добавлен 10.06.2019Определение эквивалентного сопротивления цепи и напряжения на резисторах. Расчет площади поперечного сечения катушки. Определение наибольших абсолютных погрешностей вольтметров. Расчет индуктивного сопротивления катушки и полного сопротивления цепи.
контрольная работа [270,7 K], добавлен 10.10.2013Поверочный расчет катушки электромагнита постоянного тока на нагрев. Построение схемы замещения магнитной цепи. Магнитные проводимости рабочих и нерабочих воздушных зазоров, проводимость потока рассеяния. Определение намагничивающей силы катушки магнита.
контрольная работа [413,9 K], добавлен 20.09.2014Практическая проверка и определение физических явлений, происходящих в цепи переменного тока при последовательном соединении резистора, индуктивной катушки и конденсатора. Получение резонанса напряжений, построение по опытным данным векторной диаграммы.
лабораторная работа [32,3 K], добавлен 12.01.2010Расчет слаботочных контактов и электромагнита. Определение основных размеров и параметров электромагнита, магнитопровода и катушки. Вычисление и приведение действующих сил. Расчет параметров пружин. Согласование тяговой и механической характеристик.
курсовая работа [121,3 K], добавлен 04.09.2012Ознакомление с оборудованием и электроизмерительными приборами. Сборка схем и поиск неисправностей в электрических цепях. Исследование режимов работы аккумуляторов. Определение параметров катушки индуктивности. Неразветвленная электрическая цепь.
методичка [250,9 K], добавлен 16.05.2010Исследование характера изменений параметров электрической цепи. Составление компьютерной схемы. Построение графиков при изменении величины активного сопротивления и индуктивности катушки. Исследование при изменении величины активного сопротивления.
лабораторная работа [733,7 K], добавлен 11.01.2014
