Моделирование электрического поля двухпроводной линии передачи полем тока в проводящем листе. Моделирование магнитного поля электрической машины полем тока в проводящем листе

        Санкт-Петербургский                                  Студенты электромеханического ф-та

            государственный                                      

политехнический университет                          спец.  эл. системы и сети

_____________________________                        

                                                                                   3 курса, группы 3023/1

        Электромеханический

                 факультет                                               Андреев Роман, Шарапов Иван

_____________________________

                                                                                   «    »_______________2009 г

            Лаборатория ТОЭ                                     

_____________________________                         Работа принята_________________

Отчет о работах №2,3.

2. Моделирование электрического поля двухпроводной линии передачи полем тока в проводящем листе.

3. Моделирование магнитного поля электрической машины полем тока в проводящем листе

Схемы соединений:

Санкт-Петербург

2009 г.

Лабораторная работа №2.

Исследуем распределение поля в круглом железном листе.

В соответствии с требованиями методики проведения эксперимента, в ходе работы установили ток I = 22А и напряжение U = 220В.

При построении экспериментальной картины эквипотенциальных линий  приращение потенциала постоянно и равно ΔU = 4мВ.

Теоретический расчёт линий равного потенциала.

Эквипотенциальные линии представляют собой окружности с центрами на прямой, проходящей через центры зажимов, подводящих ток. Картина поля симметрична относительно диаметра круглого железного листа, поэтому можно ограничиться построением картины только на одной из его половин.

Для построения теоретических линий равного потенциала необходимо знать расстояния центров окружностей от диаметра, а также радиусы этих окружностей:

               

где b – половина расстояния между центрами зажимов для подвода тока (b = 18,3 см).

Для каждой линии были найдены коэффициент k, а также расстояния x₀ и R. Результаты всех расчетов сведены в таблицу:

 Таблица 1.

№	k	Расстояние до центра (x0), см	Радиус (R), см
1	1	∞	∞
2	1,392	57,3	54,3
3	1,988	30,7	24,6
4	2,389	26,1	18,6
5	3,159	22,4	12,9
6	4,083	20,6	9,5
7	5,421	19,6	7,0
8	7,318	19,0	5,1
9	9,457	18,7	3,9
10	13,64	18,5	2,7
11	28,28	18,3	1,3

Пример расчета для 5-ой строки:

Теоретический расчёт линий напряжённости электрического поля.

Линии напряжённости представляют собой окружности с центрами на вертикальном диаметре круглого железного листа.

Для построения теоретической картины поля необходимо знать расстояния центров окружностей от диаметра:

Для каждой линии были найдены угол θ, а также расстояние y₀. Результаты всех расчетов сведены в таблицу:

Таблица 2

Пример расчета для 4-ой строки:

Вывод.

В результате проведенных измерений были построены экспериментальная и теоретическая картины поля постоянного тока в проводящем листе. Линии поля практически совпали. Эта картина аналогична картине электрического поля двухпроводной линии передачи в диэлектрике при схожих граничных условиях.

Лабораторная работа №3.

Исследуем распределение поля в фигурном плоском листе железа, очертания которого имеют характер границ пространства около стальных частей электрической машины в сечении, перпендикулярном оси машины.

В соответствии с требованиями методики проведения эксперимента, в ходе работы установили напряжение U = 220В.

При построении картины эквипотенциальных линий,  приращение магнитного потенциала  постоянно и равно ΔU_m =6 мВ.

Теоретическое построение линий магнитного поля.

Для построения картины необходимо выполнить следующие условия:

1)  Линии напряженности поля и линии равного магнитного потенциала должны пересекаться всюду под прямым углом.

2)  Линии напряженности поля перпендикулярны поверхности железных частей машины.

3)  Ячейки сетки, образованной линиями напряженности поля и линиями равного магнитного потенциала, при достаточной густоте сетки должны быть приблизительно подобны друг другу.

Вывод.

В результате проведенных измерений была построена картина поля постоянного тока в фигурном железном листе, очертание которого имеет характер границ воздушного пространства между стальными частями электрической машины. Эта картина аналогична картине магнитного поля, в которой отсутствуют электрические токи, при аналогичных граничных условиях.