Исследование магнитной цепи на постоянном токе. Расчет магнитных сопротивлений и потоков в стержнях магнитопровода

Страницы работы

9 страниц (Word-файл)

Фрагмент текста работы

Министерство Путей Сообщения Российской Федерации

Петербургский Государственный Университет Путей Сообщения

Кафедра «Теоретические основы электротехники»

Отчет по лабораторной работе №17

«Исследование магнитной цепи на постоянном токе»

Выполнил студент группы АТК-102

Проверил преподаватель

Санкт-Петербург

2002

Содержание

Перечень условных обозначений  3

Введение  4

1.   Исследование зависимости магнитной индукции от напряженности магнитного поля  5

2.   Исследование магнитных потоков в стержнях магнитопровода  6

3.   Расчет магнитных сопротивлений и потоков в стержнях магнитопровода  7

Заключение  9

Список используемых источников  9

Перечень условных обозначений

– реостат

– индуктивность

– ключ

Овал: A
 


– амперметр

 


– гальванометр

l – длина магнитопровода;

lЭ=l1+l2 – длина средней магнитной линии в магнитной цепи;

W – число витков катушки;

S – площадь поперечного сечения магнитопровода;

Ф – магнитный поток;

H – напряженность магнитного поля;

B – магнитная индукция;

Cш – постоянная баллистического гальванометра, Cш = 4,7·10-5 Wв/дел;

м0 – магнитная постоянная, м0 =4р·10-7 Гн/м;

ма – абсолютная магнитная проницаемость материала сердечника;

мr – относительная магнитная проницаемость материала сердечника;

RМ – магнитное сопротивление.

Введение

Целью данной работы является исследование на опыте основных законов магнитной цепи.

Программа работы:

1.  Исследование зависимости магнитной индукции B от напряженности магнитного поля H, т.е. кривой намагничивания B=f(H) и зависимости магнитной проницаемости от напряженности µa=f(H) и µr=f(H).

2.  Исследование магнитных потоков во всех трех стержнях магнитопровода.

3.  Расчет магнитных потоков во всех трех стержнях магнитной системы.

а опыте основных законов магнитной цепи________________________________________________________________________________________Схема исследуемой цепи представлена на рисунке 1.

 


Данные электроизмерительных приборов представлены в таблице 1, а параметры схемы в таблице 2.

Таблица 1

Таблица измерительных приборов

N п/п

Наименование прибора

Система прибора

Предел измерения

Цена  деления

Класс точности

Заводской №  прибора

1

Амперметр

эл.-маг.

5 А

0,01 А

0,5

16004

2

Амперметр

маг.-эл.

3 А

0,02 А

0,5

20931

Таблица 2

Параметры схемы

l1, мм

l2, мм

l3, мм

W1, вит.

W2, вит.

S1, см2

S2, см2

S3, см2

146

66

146

130

5

1,45

2,9

1,45

1.  Исследование зависимости магнитной индукции от напряженности магнитного поля

В таблице 1.1 показаны значения, измеренные на опыте и вычисленные по формулам, приведенным ниже.

Таблица 1.1

Измеренные и расчетные величины

Наблюдают

Вычисляют

I1, А

б, м

Ф2, Вб

B2, Тл

H2, А/м

ма, Гн/м

мr

0,02

6·10-3

5,64·10-8

1,945·10-4

12,264

15,86·10-6

12,62

0,04

7·10-3

6,58·10-8

2,269·10-4

24,528

9,25·10-6

7,36

0,06

9·10-3

8,46·10-8

2,917·10-4

36,792

7,929·10-6

6,31

0,08

14·10-3

13,16·10-8

4,538·10-4

49,057

9,25·10-6

7,36

0,1

18·10-3

16,92·10-8

5,834·10-4

61,321

9,515·10-6

7,57

0,2

27·10-3

25,38·10-8

8,752·10-4

122,642

7,136·10-6

5,68

0,4

32·10-3

30,08·10-8

10,37·10-4

245,283

4,229·10-6

3,37

0,6

34·10-3

31,96·10-8

11,02·10-4

367,925

2,995·10-6

2,38

0,8

38·10-3

35,72·10-8

12,32·10-4

490,566

2,511·10-6

2,00

1

41·10-3

38,54·10-8

13,29·10-4

613,208

2,167·10-6

1,72

1,5

42·10-3

39,48·10-8

13,61·10-4

919,811

1,480·10-6

1,18

2

43·10-3

40,42·10-8

13,94·10-4

1226,415

1,136·10-6

0,90

Формулы для расчетов:

Н2 = W1I1/lЭ   (1.1)

Ф2 = Cшб/W2  (1.2)

B2 = Ф2/S2   (1.3)

ма = B2/H2   (1.4)

мr = ма0   (1.5)

Пример расчетов, производится по формулам (1.1)-(1.5):

I1=0,02 A, б=0,03 м

Ф2=4,7·10-5·6·10-3/5=5,64·10-8 Вб;

В2=5,64·10-8/2,9·10-4=1,945·10-4 Тл;

Н2=130·0,02/(146·10-3+66·10-3)=12,264 А/м;

ма=1,945·10-4/12,264 =15,86·10-6 Гн/м;

мr =15,86·10-6/4р·10-7 =12,62

По данным из таблицы 1.1 построим графики, они представлены в приложении 1.

2.  Исследование магнитных потоков в стержнях        магнитопровода

В таблице 2.1 показаны значения, измеренные на опыте и вычисленные по формулам, приведенным ниже.

Таблица 2.1

Измеренные и расчетные величины

Наблюдают

Вычисляют

I1, А

бAa, м

бBb, м

бCc, м

Ф1, Вб

Ф2, Вб

Ф3, Вб

0,2

12·10-3

26·10-3

13·10-3

12,6904·10-8

25,3308·10-8

12,6904·10-8

0,6

16·10-3

34·10-3

15·10-3

15,979·10-8

31,958·10-8

15,979·10-8

Формулы для расчетов:

Ф1 = BS1   (2.1)

Ф1 = Ф3 = 0,5Ф2  (2.2)

Пример расчетов, производится по формулам (2.1)-(2.2):

Ф1=8,752·10-4·1,45·10-4=12,6904·10-8 Вб

Ф13=12,6904·10-8 Вб

Ф2=2Ф1=2·12,6904·10-8=25,3308·10-8 Вб

3.  Расчет магнитных сопротивлений и потоков в стержнях магнитопровода

В таблице 3.1 показаны значения, вычисленные по формулам, приведенным ниже.

Таблица 3.1

Расчетные величины

Задаемся

Расчетные данные

Опытные данные

I1

RМ1

RМ2

RМ3

RМ13

RМЭ

Ф1

Ф2

Ф3

Ф1

Ф2

Ф3

А

1/Гн

Вб

Вб

0,6

33,619 ·107

7,598 ·107

33,619 ·107

16,809 ·107

24,407 ·107

15,979   ·10-8

31,958 ·10-8

15,979 ·10-8

15,979   ·10-8

31,958 ·10-8

15,979 ·10-8

Формулы для расчетов:

RМ1 = l1/(маS1)  (3.1)

RМ2 = l2/(маS2)  (3.2)

RМ3 = RМ1   (3.3)

RМ13 = RМ1/2   (3.4)

RМЭ = RМ2+RМ13   (3.5)

Ф2 = W2I1/RМЭ   (3.6)

Ф1 = Ф3 = 0,5Ф2

Пример расчетов, производится по формулам (3.1)-(3.6):

RМ1=146·10-3/(2,995·10-6·1,45·10-4)=33,619·107 1/Гн

RМ3=RМ1=33,619·107 1/Гн

RМ2=66·10-3/(2,995·10-6·2,9·10-4)= 7,598·107 1/Гн

RМ13=33,619·10-7/2=16,809·107 1/Гн

RМЭ=7,598·10-7+16,809·10-7=24,407·107 1/Гн

Ф2=130·0,6/24,407·107=31,958·10-8 Вб

Ф1 = Ф3=0,5·31,958·10-8=15,979·10-8 Вб

Приложение 1

 


Заключение

В данной работе было произведено исследование магнитной цепи на постоянном токе. В отчете, состоящем из трех частей, были исследованы зависимости магнитной индукции B от напряженности магнитного поля H и зависимости магнитной проницаемости от напряженности µa=f(H) и µr=f(H); были исследованы магнитные потоки во всех трех стержнях магнитопровода, рассчитаны магнитные потоки для этих стержней.

В результате этих исследований были проверены основные законы магнитной цепи. Исследование основных законов магнитной цепи сводится к сопоставлению результатов определения магнитных потоков в стержнях исследуемого магнитопровода опытным и расчетным путем.

Основными законами магнитной цепи являются:

1.  Первый закон магнитной цепи: «В любом узле магнитной цепи алгебраическая сумма магнитных потоков, входящих и выходящих из узла, равна нулю». . Он вытекает из принципа непрерывности магнитного потока: «Поток вектора магнитной индукции сквозь любую замкнутую поверхность равен нулю». .

2.  Второй закон магнитной цепи вытекает из закона полного тока, формулируемого следующим образом:«Циркуляция вектора напряженности магнитного поля по любому замкнутому контуру равна полному току, пронизывающему этот контур».

В первой части работы проведен расчет магнитного потока Ф2, магнитной индукции B2, напряженности магнитного поля H2, абсолютной и относительной магнитной проницаемости сердечника. Эти величины приведены в таблице 1.1. По этой таблице построены графики, приведенные в                                      приложении 1.

Во второй части работы были рассчитаны магнитные потоки, в трех стержнях магнитопровода для двух различных значений тока. Их значения приведены в таблице 2.1.

В третьей части работы были рассчитаны магнитные сопротивления

Похожие материалы

Информация о работе

Предмет:
Электроника
Тип:
Отчеты по лабораторным работам
Размер файла:
285 Kb
Скачали:
0