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

76430. Критерий устойчивости Михайлова 37.19 KB
  Критерий устойчивости Михайлова. 21: чтобы замкнутая система была устойчивой необходимо и достаточно чтобы годограф характеристического многочлена замкнутой системы годограф Михайлова начинался на положительной части действительной оси и проходил последовательно в положительном направлении исключая точку начала координат n квадрантов комплексной плоскости где n – порядок характеристического уравнения. Графическое изображение годографов Михайлова для устойчивых и неустойчивых систем Практический пример Пусть характеристическое уравнение...
76431. КРИТЕРИЙ УСТОЙЧИВОСТИ НАЙКВИСТА 155.49 KB
  Предварительно должна быть определена устойчивость исследуемой системы в разомкнутом состоянии. Для неустойчивой разомкнутой системы нужно выяснить какое число корней ее характеристического полинома имеет положительные вещественные части. В одноконтурной системе составленной из последовательно соединенных звеньев корни характеристических полиномов этих звеньев являются одновременно корнями характеристического полинома разомкнутой системы. Если какоелибо звено в прямой цепи системы охвачено обратной связью то нужно определить корни...
76432. Структурные схемы систем автоматического управления 160.04 KB
  Структурная схема Структурная схема САУ схема САУ это изображение системы регулирования в виде совокупности динамических звеньев с указанием связей между ними. Структурная схема САУ может быть составлена на основе известных уравнений системы и наоборот уравнения системы могут быть получены из структурной схемы. Наименование Обозначение на структурной схеме Звено с одним входом Звено с двумя входами Узел разветвление Наименование Обозначение на структурной схеме Cумматор Элемент сравненияаналог сумматора Простейшие сочетания...
76433. Статические и астатические системы управления 21.21 KB
  В зависимости от принципа и закона функционирования ЗУ задающего программу изменения выходной величины различают основные виды САУ: системы стабилизации программные следящие и самонастраивающиеся системы среди которых можно выделить экстремальные оптимальные и адаптивные системы. обеспечивается неизменное значение управляемой величины при всех видах возмущений...
76434. Критерий управляемости САУ 24.47 KB
  Очевидно что эта система является неуправляемой так как управляющее воздействие влияет не на все переменные состояния переменная состояния не поддается управлению. Пусть описание САУ представлено в терминах пространства состояния САУ будет управляемой тогда и только тогда если матрица управляемости имеет ранг . порядок вектора состояния .
76435. Ответственность за несвоевременную уплату алиментов. Индексация алиментов 14.47 KB
  Индексация алиментов Индексация алиментов предусмотрена с целью защиты алиментных платежей от инфляции и предотвращения необходимости многократного обращения с иском об изменении размера алиментов выплачиваемых в твердой денежной сумме. Индексация возможна только для алиментов взыскиваемых в твердой денежной сумме. Индексация алиментов взыскиваемых по решению суда в твердой денежной сумме производится администрацией организации по месту удержания алиментов пропорционально увеличению установленного законом минимального размера оплаты труда.
76436. Выявление и учет детей, оставшихся без попечения родителей. Банк детей, оставшихся без попечения родителей 16.73 KB
  Банк детей оставшихся без попечения родителей Существуют различные обстоятельства в результате которых дети остаются без родительского попечения. Сведения о детях оставшихся без попечения родителей учитываются в специальном государственном банке данных в соответствии с Федеральным законом...
76437. Органы, осуществляющие защиту прав и интересов детей и способы устройства детей, оставшихся без попечения родителей 14.2 KB
  Защиту прав и интересов таких детей осуществляют специально уполномоченные государством органы опеки и попечительства. Эти органы ведут учет детей оставшихся без попечения родителей; исходя из конкретных обстоятельств утраты попечения родителей избирают формы их устройства; осуществляют последующий контроль за условиями их содержания воспитания и образования ст. Для своевременного выявления таких детей закон возлагает на должностных лиц учреждений которые непосредственно соприкасаются с детьми детских садов школ детских поликлиник и т.
76438. Усыновление. Понятие, значение, порядок усыновления 16.4 KB
  Понятие значение порядок усыновления Усыновление представляет собой правовой институт призванный создать между усыновителем и усыновленным отношения наиболее близкие к тем которые возникают между родителями и родными детьми. Усыновление или удочерение далее усыновление является приоритетной формой устройства детей оставшихся без попечения родителей п. Усыновление допускается в отношении несовершеннолетних детей и только в их интересах с соблюдением требований абзаца третьего пункта 1 статьи 123 СК РФ а также с учетом возможностей...