Экспериментальное исследование характеристик импульсного тока с помощью пояса Роговского

Страницы работы

Содержание работы

Выполнил:  Художитков В.Э. гр. 032.1

Лабораторная работа №5.3

«Пояс Роговского»

Цель работы: экспериментальное исследование характеристик импульсного тока с помощью пояса Роговского. Определение и расчет параметров поясов Роговского; нахождение условий восстановления формы импульсного тока.

Оборудование: генератор, макет с поясами Роговского и наборами сопротивлений и емкостей, осциллограф.

Ход работы:

Задание №1: Определение собственных параметров пояса: емкости, индуктивности и активного сопротивления.

При подаче по центральному проводнику прямугольного импульса тока с достаточно короткими фронтами после каждого из фронтов в поясе возникают свободные затухающие колебания с собственной частотой:

  (1).

Подключив дополнительную емкость Сi известной величины параллельно выходу пояса и определив новую частоту fi можно найти емкость С0 , используя соотношение:

 (2).

В результате получим собственные частоты f0 = 625 kHz для первого пояса и f0 = 89,29 kHz и используя соотношение (2) найдем собственные емкости поясов :

Таблица 1 (1 пояс)

N

fi , kHz

Ci , пФ

C0 , пФ

1

277,8

1000

246,2

2

384,6

390

237,68

3

526,3

100

243,36

Таблица 2 (2 пояс)

N

fi , kHz

Ci , пФ

C0 , пФ

1

47,62

1000

397,4

2

55,56

390

246,4

3

76,92

100

287,7

Далее используя формулу (1) найдем собственные индуктивности поясов:

Таблица 3

N

1 пояс

2 пояс

С0 , пФ

L0 ,мГн

С0 , пФ

L0 ,мГн

1

246,2

0,26

397,4

8

2

237,68

0,273

246,4

11

3

243,36

0,267

287,7

13

Из полученной таблицы посчитаем средние значения индуктивности обоих поясов: L01=0,266 мГн и L02=10,666 мГн.

По форме огибающей затухающих колебаний оценивается собственная постоянная затухания пояс (3). Где индуктивность L вычисляется по формуле:

 (4)

где R – внутренний радиус, R + a – внешний радиус, b – ширина тора, N – число витков,  - магнитная проницаемость,  - магнитная постоянная. Исходя из этой формулы посчитаем теоретические значения индуктивности для обоих поясов: L1=0,359 мГн и L2= 26,7 мГн. Исходя из того что:

 (5)

и используя формулы (3) и (4), а также измеренные значения τ1=16,1 мкс и τ2=51 мкс найдем активные сопротивления поясов:

r1= 44,59 Ом и r2=1,05 кОм.

Задание №2: Режим интегрирования тока на собственной индуктивности.

Подключим к поясу активное нагрузочное сопротивление RH c которого будем снимать напряжение, возникающее при протекании тока по цепи соленоид – нагрузочное сопротивление RH. Рассмотрим эквивалентную электрическую схему пояса для такой цепи, изображенную на рисунке 1.

Рисунок 1. Схема измерения тока с интегрированием на собственной индуктивности.

Отметим, что конкретный пояс Роговского способен правильно регистрировать импульсы тока в некотором диапазоне характерных времен изменения импульса исследуемого тока. Для оценки эти условия можно записать в виде неравенства:

 (6).

Рисунок 2. Пояс 1 – наилучшая передача импульса, RH=0,3 кОм, f=3,57 МГц.

Рисунок 3. Пояс 2 – наилучшая передача импульса, RH=0,3 кОм, f=1,86 МГц.

Задание №2: Режим интегрирования тока на внешней емкости.

Используя в качестве нагрузки пояса интегрирующую цепочку.

Рисунок 4. Схема измерения тока с интегрированием внешней емкости.

Подберем параметры цепочки и длительность импульса при которых форма импульса передается наилучшим образом. Для данной цепочки есть условия, аналогичные указанным в неравенстве (6), которые можно записать в виде неравенства:

 (7).

Рисунок 5. Пояс 1 – наилучшая передача импульса, СH=1 нФ, f=0,4 МГц.

Рисунок 6. Пояс 1 – наилучшая передача импульса, СH=1 нФ, f=1,7 МГц.

Выводы: В данной работе мы произвели экспериментальное исследование характеристик импульсного тока с помощью поясов Роговского. Также мы определили и рассчитали параметры поясов Роговского.

Похожие материалы

Информация о работе

Предмет:
Физика
Тип:
Отчеты по лабораторным работам
Размер файла:
72 Kb
Скачали:
0