1. Ознакомиться с оборудованием и измерительными приборами, необходимыми для проведения эксперимента.
2. Собрать электрическую цепь, соответствующую схеме замещения (рис.1) и показать её преподавателю или лаборанту.
Движок автотрансформатора Т установить в нулевое положение.
3. Устанавливая воздушные зазоры d = 0, d = d 1 и d = d 2в сердечнике катушки, снять три ВАХ. Для этого, изменяя напряжение с помощью автотрансформатора Т, устанавливать значения тока I указанные в таблице и измерить соответствующие напряжения на катушке.
Величины d1и d2задаются преподавателем. Полученные значения напряжений и токов занести в таблицу.
Зарисовать с экрана осциллографа три кривые, соответствующие форме тока в цепи, при различных воздушных зазорах и токе I = 3 А.
4. Построить на одном графике три вольт-амперные характеристики катушки при различных воздушных зазорах в сердечника.
5. Рассчитать и построить на одном графике зависимости при различных воздушных зазорах в сердечнике.
6. Построить зависимость тока через катушку от величины воздушного зазора в сердечнике I (d)при одном и том же напряжении, заданном преподавателем.
7. Вычислить значения индуктивности катушки L имагнитного потока Ф при напряжении, заданном в п. 6 при различных воздушных зазорах в сердечнике (см. Приложение).
8. По результатам физического эксперимента сделать выводы.
Таблица
Величина | δ = 0 мм | δ 1 = мм | δ 2 = мм | ||||||||||||||||
I | А | 0,5 | 1,5 | 2,5 | 0,5 | 1,5 | 2,5 | 0,5 | 1,5 | 2,5 | |||||||||
U | В | ||||||||||||||||||
Ом |
Контрольные вопросы
1. Расскажите о назначении ферромагнитных материалов в электротехнических устройствах. Назовите их основные магнитные характеристики.
2. Объясните нелинейный характер вольт-амперной характеристики катушки с магнитопроводом
3. Расскажите о потерях энергии в магнитопроводе катушки и методах их уменьшения.
4. Расскажите, за счет чего ток в обмотке катушки опережает магнитный поток Ф m по фазе.
5. Объясните как влияет длина немагнитного (воздушного) зазора dв магнитопроводе на значения магнитного потока в нём при постоянстве намагничивающего тока (I = const).
6. Объясните, как влияет длина воздушного зазора в магнитопроводе на значение намагничивающего тока в обмотке при постоянстве магнитного потока в магнитопроводе (Ф m = сonst).
7. Напишите формулу зависимости амплитуды магнитного потока от действующего значения напряжения питания.
8. Объясните различие между идеализированной и реальной индуктивными катушками.
9. Объясните, в чём причина искажения формы тока в обмотке катушки с магнитопроводом.
10. Нарисуйте кривые зависимостей индуктивности L катушки с магнитопроводом и катушки без магнитопровода от тока в обмотке.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Приближённое определение индуктивности катушки и магнитного потока в сердечнике.
Катушка с магнитопроводом, включенная в цепь синусоидального напряжения, обладает большой индуктивностью, которая представляет собой отношение потокосцепления к току I в обмотке. Полное эквивалентное сопротивление катушки определяется главным образом индуктивным сопротивлением (). Значение рассчитывается, исходя из показаний вольтметра и амперметра . Можно считать, что зависимость L(I) имеет такой же нелинейный характер, что и зависимость . Приближённо, пренебрегая активным сопротивлением обмотки и рассеянием магнитного потока, можно определить индуктивность L из соотношения . Полученное значение можно сравнить со значением L, вычисленным по потокосцеплению, где , здесь W - число витков обмотки, Ф - магнитный поток, определяемый из формулы .