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

14 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

71128. Влияние рециркуляции 1.12 MB
  Если анализируется процесс в котором получается не биомасса а какой-то другой продукт значения Р1 Р2 в каждом ферментере получаются графическим методом по зависимости от Р по данным периодического культивирования. Соотношение между характеристиками работы периодического...
71131. Способы перемешивания. Барботаж 1.66 MB
  Если опалесценция не наблюдается и размеры пузырьков примерно одинаковы, то рассчитанная величина скорости движения может быть здесь применена. Определение Vв по вышеприведенной формуле из условий равновесия неприемлемо в следующих обстоятельствах...
71132. Ферментеры 995 KB
  В зависимости от условий проведения осуществляемых процессов ферментеры делят на следующие группы: На практике ферментеры одной и той же конструкции могут быть использованы для разных процессов. К этой группе относятся ферментеры с различной конструкцией барботеров а также эрлифтные и барботажноэрлифтные.
71133. Ферментеры для твердофазного культивирования 358 KB
  Накопление пены способствует усилению массообменных процессов в системе газ-жидкость и биосинтеза. Разрушение пены происходит при соприкосновении пузырьков пены с поверхностью вращающегося вертикально диска. В таких устройствах отделение бражки от пены происходит...
71135. Травматический шок 23.01 KB
  Шок - удар, толчок, потрясение, столкновение. Это слово впервые появилось в медицине в 1737 году благодаря переводу книги консультанта армии Людовика 15 Генри Ле Драна. И так, под шоком следует понимать нарушение жизнедеятельности организма, возникающее в результате действия чрезвычайного раздражителя.