Исследование цепей со взаимной индуктивностью. Экспериментальное измерение коэффициента взаимоиндукции М, определение одноименных зажимов

 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ

 БЕЛАРУСЬ

 Гомельский государственный технический университет

 имени П.О.Сухого

Кафедра «Теоретические основы электротехники»

Лабораторная работа №9

«Исследование цепей со взаимной индуктивностью»

                                                       Выполнил студент гр. ПЭ-23

                                                                        

Принял преподаватель

Гомель 2003

      Цель работы:

1.  Экспериментальное измерение коэффициента взаимоиндукции М, определение одноименных зажимов.

2.  Исследование реального трансформатора, его схемы замещения и векторной диаграммы.

3.  Изучение свойств идеального трансформатора.

Ход работы:

1.  Измеряю индуктивность L_Д. Для этого собираю цепь согласно Рисунку 1:

Рис. 1

Устанавливаю U₁=2В, регулятор частоты в диапазон 2...20 кГц, R_М=160 Ом. Нахожу                                          резонансную частоту по максимальному показанию V2. Результаты данного и  последующих опытов заношу в Таблицу 1.  

2.  Определяю индуктивность L_F. Для этого отключаю от цепи катушку L_Д и подключаю катушку L_F. Определяю резонансную частоту.

3.  Определяю одноименные зажимы катушек L_Д и L_F, т.е. произвести разметку их выводов. 

Для этого соединяю катушки и измеряю результирующую индуктивность, а затем выводы  одной катушки меняю местами и измеряю результирующую индуктивность. В том случае,  когда результирующая индуктивность больше – соединение согласное. Измерю  эквивалентные индуктивности L_{ПОС. СОГ.} и L_{ПОС. ВСТР.}

4.  Собираю цепь согласно Рисунку 2:

                          

Рис. 2

Устанавливаю U₁=1В, R_Н=100 Ом. Нахожу резонансную частоту по максимальному  значению вольтметра V₂. Эксперимент выполнить при замкнутом ключе. Значения резонансных частот заношу в Таблицу 1. Значения U₁ и U₂ в Таблицу 2.

5.  Собираю цепь трансформатора согласно Рисунку 3:

 

Рис. 3

Для режимов ХХ и нагруженного на активную нагрузку Rн=100 Ом измеряю токи    первичной и вторичной цепей и напряжение на нагрузке при неизменном входном  напряжении U1=1,5..2В и неизменной частоте f=2..4kHz. Результаты заношу в Таблицу 3.

6.  Собираюцепь согласно Рисунку 4:

7.   

8.   

9.   

10.   

11.   

12.   

13.   

14.   

15.   

16.   

Рис. 4

Устанавливаю напряжение U₁=2,5 В, R_Ш=10 Ом, частоту f и нагрузку R_Н, для которых производился предварительный расчет. Заношу в Таблицу 4 показания приборов для различных значений коэффициента передачи трансформатора  и сопротивлений нагрузки.

Таблица 1.

Что измеряется	Измерено при U1=2В, С=СА=29,9 нФ	Рассчитано по экспериментальным данным
	f0 ,Гц	L , мГн
LД	4000	53
LF	3900	55,7
LПОС. СОГ .(при согласов. включ.)	2200	170,6
LПОС. ВСТР .(при встреч. включ.)	4400	43,8
LТРАНСФОРМ.,  ХХ	4000
LТРАНСФОРМ., RH=100 Ом	5000

Таблица 2.

Режим работы	U1,В	U2,В	Q=U2/U1
Режим ХХ (ключ разомк.)	1	5,6	5,6
RH=100 Ом (ключ замкн.)	1	4,0	4,0

Таблица 3.

Измерено при U1=1,5В,                f=3кГц		Рассчитано по результатам эксперимента		Характер нагрузки
UШ,В	UН,В	I1= UШ /RШ, мА	I2= UН /RН, мА
0,015	0,87	1,5	8,7	ХХ
0,036	0,025	3,6	2,5	RH=100 Ом

Таблица 4.

Параметр		RШ=10 Ом, U1=2,5В
RН, Ом		RН1=40 Ом				RН2=80 Ом
W1/W2		2	4	6	8	2	4	6	8
RВХ, расчёт
UШ,мВ	ХХ	310	80	40	25	310	80	40	25
	Наг.	650	390	270	210	650	390	270	210
I1, мА
RВХ= U1 / I1
U2,мВ	ХХ	1200	630	415	310	1200	630	415	310
	Наг.	670	400	280	210	670	400	280	210
I2, мА
К=U1/U2	ХХ
	Наг.
К= I2/I1

Используемые расчётные формулы: