42300

Электрические цепи со взаимной индуктивностью

Лабораторная работа

Физика

Экспериментально определить параметры катушек и коэффициент взаимной индукции. Эта часть магнитного потока называется потоком взаимной индукции.1 где Ф11 поток самоиндукции Ф12 поток взаимной индукции.

Русский

2013-10-28

173.5 KB

15 чел.

Уфимский государственный авиационный технический университет

Теоретические основы электротехники

Лабораторная работа №4

Электрические цепи со взаимной индуктивностью.

Выполнил:

Уфа
2001

  1.  Цель работы

Исследовать соотношение между токами и напряжениями в электрических цепях переменного тока, содержащих индуктивно связанные элементы. Экспериментально определить параметры катушек и коэффициент взаимной индукции.

  1.  Теоретическая часть

Если две катушки с числами витков W1 и W2 расположены близко друг к другу, то магнитный поток, создаваемый током в одной из катушек, частично охватывает другую катушку. Эта часть магнитного потока называется потоком взаимной индукции.

Пусть ток i1 в первой катушке создает магнитный поток Ф1, часть которого Ф12 сцеплена с витками W2 второй катушки, т.е.

, (2.1)

где Ф11 – поток самоиндукции,

Ф12 – поток взаимной индукции.

Взаимная индуктивность (коэффициент взаимной индукции) двух катушек:

, (2.2)

причем для линейной среды:

 (2.3)

Отношение коэффициента взаимной индукции двух катушек к среднему геометрическому из двух индуктивностей называется коэффициентом связи катушек k (он всегда меньше 1 и равен 1, когда весь поток одной катушки сцеплен с витками другой).

Если токи в катушках изменяются во времени, то в них индуцируются ЭДС взаимной индукции:

, (2.4)

. (2.5)

В комплексной форме

, (2.6)

. (2.7)

Полное реактивное напряжение на катушке:

. (2.8)

При последовательном включении индуктивно связанных катушек уравнение 2 закона Кирхгофа примет вид:

. (2.9)

Коэффициент взаимной индукции можно найти через эквивалентные реактивные сопротивления при согласном и встречном подключении катушек:

. (2.10)

Уравнения трансформатора по второму закону Кирхгофа:

, (2.11)

. (2.12)

Мощность, потребляемая элементами цепи:

. (2.13)

  1.  Экспериментальная часть

  1.  источник синусоидального напряжения 220 В частотой 50 Гц.
  2.  резистор 220 Ом, 50 Вт блока «Резисторы».
  3.  2 катушки индуктивности блока «Индуктивность».
  4.  вольтметр на выходе автотрансформатора.
  5.  амперметр pA блока приборов.
  6.  блок «Фазометр».
  7.  настольный амперметр с пределом измерений 0,5 А.
  8.  настольный вольтметр с пределом измерений 30 В.
  9.  настольный ваттметр.

Измерение

Вычисление

I1, А

U1, В

P1, Вт

1, град

z, Ом

R, Ом

x, Ом

M

k

1

первая катушка

0,2

18,5

2

60

92,5

46,250

80,107

0,066

0,249

2

вторая катушка

0,2

26,0

4

42

130,0

96,609

86,987

3

встречное
включение

0,2

38,3

6

42

191,5

142,312

128,139

4

согласное
включение

0,2

50,4

6

57

252,0

137,249

211,345

;

;

;

;

.

Измерение

Вычисление

Нагрузка

U1

I1

P1

1

U2

I2

M

1

Холостой ход

17,1

0,2

1,5

60

3,80

0,06

2

220 Ом

37,7

0,4

8

60

2,42

0,05

3

Короткое
замыкание

35,2

0,4

7

60

0,24


Векторные диаграммы:

  1.  холостой ход

Поскольку ток во второй обмотке отсутствует, то за положительное направление выбираем направление вектора напряжения во второй обмотке.

  1.  с нагрузкой 220 Ом

  1.  короткое замыкание

Вывод: в ходе данной работы исследовали соотношение между токами и напряжениями в цепях, содержащих индуктивно связанные элементы, а результаты исследования представили в виде векторных диаграмм. А так же определили параметры катушек и значение коэффициента взаимной индуктивности.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

15476. Соціально-економічний розвиток Лівобережної та Слобідської України у 18 ст. Юридичне оформлення кріпосного права 26.5 KB
  Соціальноекономічний розвиток Лівобережної та Слобідської України у 18 ст. Юридичне оформлення кріпосного права. На Лівобережній та Слобідській Україні в другій половині XVIII ст. панували феодальнокріпосницькі відносини. Основну роль відігравало сільське господарс...
15477. Розвиток економіки на правобережжі та західноукраїнських землях у 18 ст. Захоплення західноукраїнських земель Австрією 26.5 KB
  Розвиток економіки на правобережжі та західноукраїнських землях у 18 ст. Захоплення західноукраїнських земель Австрією. Кінець XVIII ст. характеризується зростанням могутності Російської імперії агресивності її зовнішньої політики. Вона загарбала більшу частину укр
15478. Політика Австрійської монархії на західноукраїнських землях в кінці 18 - першій половині 19ст 29 KB
  Політика Австрійської монархії на західноукраїнських землях в кінці 18 першій половині 19ст. Наприкінці XVIII ст. внаслідок поділів Польщі західноукраїнські землі площею понад 60 тис кв. км з населенням 25 млн. осіб у тому числі 2 млн. українців стали колонією Австрійсько
15479. Політичне становище і соціально-економічний розвиток східноукраїнських земель у першій половині 19 ст. Колоніальна політика царизму щодо України 41 KB
  Політичне становище і соціальноекономічний розвиток східноукраїнських земель у першій половині 19 ст. Колоніальна політика царизму щодо України. Україна в російськотурецькій війни 18061812 рр. Як і в попередніх війнах Росії з Туреччиною Україна була найближчим тило...
15480. Механізм поширення збудження по нервових волокнах. Сальтаторна теорія проведення збудження. Фактори, що визначають швидкість поширення збудження 32 KB
  Механізм поширення збудження по нервових волокнах. Сальтаторна теорія проведення збудження. Фактори що визначають швидкість поширення збудження. Розповсюдження збудження по нервовим волокнам здійснюється на основі іонних механізмів генерації потенціалів дії і впли
15481. Ліквідація російським самодержавством автономного устрою України 76.5 KB
  КОЗАЦЬКИЙ ПЕРІОД ІСТОРІЇ УКРАЇНИ Лекція №8 Ліквідація російським самодержавством автономного устрою України 2. Коліївщина Назва Коліївщина найімовірніше означає повстання коліїв і походить від українського слова колій яким в українських селах і донині н
15482. Демографический потенциал рыночных реформ России 127.5 KB
  Значимость данной проблемы для граждан Российской Федерации очень велика, так как рыночные реформы влияют на: рост безработицы, пенсий, социальных пособий, ухудшением качества питания, снижением доступности социальных услуг, затяжным психологическим стрессом, неуверенностью в своём будущем и будущем детей.
15483. УКРАЇНСЬКІ ЗЕМЛІ ПІД ВЛАДОЮ РОСІЙСЬКОЇ ТА АВСТРІЙСЬКОЇ ІМПЕРІЙ (кінець XVIII - початокXXст.) 183 KB
  УКРАЇНСЬКІ ЗЕМЛІ ПІД ВЛАДОЮ РОСІЙСЬКОЇ ТА АВСТРІЙСЬКОЇ ІМПЕРІЙ кінець XVIII початокXXст.. Територіальноадміністративний устрій та населення. Криза феодальних відносин. Буржуазні реформи 60 70х років XIX ст. АвстроУгорська імперія самост...
15484. НАДАННЯ ПЕРШОЇ ДОПОМОГИ ПРИ НЕЩАСНИХ ВИПАДКАХ 198.5 KB
  Лекція 10 НАДАННЯ ПЕРШОЇ ДОПОМОГИ ПРИ НЕЩАСНИХ ВИПАДКАХ Програмна анотація Послідовність принципи та засоби надання першої допомоги. Дії у важких випадках Оживлення. Способи штучного дихання. Зовнішній масаж серця. Транспортування потерпілого Для ш