MAGNETICKÉ VELIČINY. I. Vlastnosti elektromagnetického pole vzduchové cívky. c) pomocí Ohm.. z. užitím SKM (symbolicko- kompl. Met.

Transkript

1 MAGNETICKÉ VELIČINY I. Vlastnsti elektragnetickéh ple vzduchvé cívky Úkly : 4 různýi zpúsby věřte indukčnst L vzduchvé cívky: a) pcí celkvéh g. Tku vybuzenéh cívku b) pcí Bit avartva zákna c) pcí Oh.. z. užití KM (syblick- kpl. Met.) d) pcí příukazujícíh ůstku a) Měřicí sndu L určete celkvý g. tk vybuzený vzduchvu cívku L při knstantní prudu Ief... A napětí U...V frekvence 50 Hz - viz br. a Ter. Úvd: Plchu cívky L rzdělte na n ezikruží stejné šířky v nich určete sndu L střední ag. indukci B n. Vypčtěte dílčí ag. tky a určete celkvý ag. tk. B n KBUefn [TT/VV] kde KB - knstanta ěřicí sníací cívky - viz dále U efn induk. napětí v sndě L; (U ef U a ) Φ B n π( n+ n) Φ Φ n n 0 n

2 n (0 ) frálně plžte n - viz tab.. Uvažujte puze tk vybuzený vnitřke cívky Φ B [Wb T ] (4) Indukčnst L - určete pcí ag. Tku spřaženéh se všei závity N ěřené cívky Pstup: Zěřte sndu L průběh rzlžení Bf() g. indukce kruhvé cívky L na se. viz br. a. estrjte graf jejíh rzlžení uvnitř a vně cívky. Pcí scilskpu zěřte induk napětí U n v sndě L a vypčtěte : B n KBUefn Před ěření - tanvte knstantu K B pr cívkvu sndu L N 80 závitů střední plcha cívky ω πf f 50Hz předpkládáe hgenní ple Pzn: Je předpkládán harnický průbéh napětí a je pčítán s jeh efektivní hdntu.výstup cívkvé sndy je blkván kndenzátre 00 n. Je předpkládán že pr ěření bude pužita frekvence 50 Hz; a dsazen (aby knstanta Tesla/Vlt) za Uef V (5) X [c] U [V] U ef [V] B [T] φ [Wb]

3 b) Výpčet pcí Bit-avartva zákna Vypčtěte B ve středu cívky (viz br.) a prvnejte výsledek s údaji získanýi z vypčtené knstanty KB. Prud budicí cívku L je asi A frekvence 50 Hz. Vypčtěte indukčnst L pdle vztahů (4) a (5). Pzn.: Pr hdntu indukčnsti cívky L vypčtěte délku střední silčáry ls. ls... délka střední silčáry se blíží bvdu svazku N vdičů - viz br. C..průřez cívky br. c) Hdntu indukčnsti L věřte pcí KM a Oh. z. - viz br. 4 D fázrvéh diagrau zěřte: U ; I ; i - p teplení Ω-etre. d) Hdntu indukčnsti L určete ůstke pr ěření indukčnsti.

4 II. Magnetický bvd s feragnetike silvé účinky elektragnetickéh ple. Úkly:. Z rzěrů předlženéh přípravku určete výpčte g. dpr. zptylvý ag. tk zanedbejte. Vypčtěte energii v g. pli ve vzduchvé ezeře pr l v... při budicí prudu I... A Magnetický dpr (reluktance). Při napájení elektragnetu stejnsěrný prude zěřte závislst tažné síly na veliksti prudu a vzduchvé ezeře. Nakreslit graf závislsti f(i) při knstantní vzduchvé ezeře [N] I [A/]

5 . Určete závislst (graf) keficientu rzptylu na vzduchvé ezeře k f(). Ter.úvd: ( ) [ ] - r e v H T N B pt B W pr B db db H db - H W r r W B B W db W φ φ φ φ φ φ φ B r NI Keficient rzptylu: k φ φ Pr bvd pdle br. platí za předpkladu že dpr v železe je zanedbatelný: [ ] H N A I N k v v p úpravě vztah pr výpčet k Pstup - pr N knst ; stanvte k f() pcí kalibr. pdlžek dle tab. [N] [A/] I [A] k [- ] 4. Zěřenu sílu elektragnetu prvnejte s výpčte. ( ) [ ] A k NI B k B B B NH NI B - Φ Φ + + &

6 III. Magnetický bvd transfrátru ěření agnetvací a hysterezní křivky Úkl: a) Pr výpčet a. agnet.indukce B a a a. intenzity g. ple H a určete geetr. rzěry a pčet závitů transfrátrku. b) Zěřte agnetvací křivku B a f(h a ) v intervalu (0 T) s krke 0T viz tab. 4. estrjte závislst aplitudvé pereability r f(h a ) a stanvte ra. c) Na scilskpu zbrazte hysterezní syčku pr g. indukce B a 0 T; T; 7T (nenasycení nasycení přesycení). Určete B r reanenci a H k kercivitu viz tab. 5. Pstup: a) Určení ge. rzěrů viz br. 0 Průřez jádra: e. k p celkvý průřez jádra k p činitel plnění (určete) pr tl. - plechu 05 - délka střední silčáry l s [] - Pčet závitů N >N určete pcí navinutých přídavných závitů N p 0 záv. na jádr trafa které připjíte na znáé napětí např. U p V pak N - U N U p p U napětí na neznáé vinutí (sekundární priární) N pčet závitů sekundární N priární N br.0 b) Magnetvací křivka B a f(h a ) zapjení viz br. br.

7 Pr zvlené hdnty B a dle tab. 4 - vypčítáe hdnty: U 444 B a e N f Tyt hdnty U nastavujee pcí T regulač. transf. na číslic. vltetru - CV; a na scilskpu určíe příslušející napětí U pp (špička špička) a vypčtee: N U pp N H a I a ls ls kω sníací dpr; l s [] délka střední silčáry Z hdnt tab. - sestrjte graf agnetvací křivky d kteréh vyneste též závislst r f (H a ) aplitud.perability Ba r H kde 0 4Π 0-7 H/ 0 a c) Hysterezní křivka schea viz br. br. Pr g. indukce B a 0 T; T; 7T (tab. 5) nejprve vypčtěte příslušné U (viz ad b) a tt nastavte pcí T regulač. transf. na číslic. vltetru - CV. Pcí scilskpu stanvte dpvídající H a (viz ad b). Časvu základnu scilskpu přepněte na X-Y (citlivst: X vstup 5 V/d ppř. V/d; Y vstup 50 V/d ppř. 0 V/d); a zakreslete zbrazenu hysterezní křivku viz br.. Určete úseky a b c d viz tab. 5 a vypčtěte c - reanenci B r Ba d a - kercivitu H K H a b Pzn.: Ověřte jednu z hdnt B a dle vztahu: C Ba U OUT (8) N e

8 U OUT napětí ilivltetru - výstupu integračníh C-článku ( 05MΩ C ). Pkuste se dvdit právě uvedený vztah (8) - výchzí vztahy: dφ db u N N e > B... dt dt integr. bvd : u dt C u OUT tab.4 Magnetvací křivka B a U scilskp [T] [V] l pp [d ] c s [V/d ] U pp [V] H a [A/] r [-] tab.5 Hysterezní syčka B a U [V] [T] 0 7 H a [A/] a [d ] b [d ] c [d ] d [d ] B r [T] H K [A/] br.

9 IV. Mg. bvd buzený peranentní agnete ěření g. indukce Hallvu sndu. Úkl: Určete rzlžení g. indukce B v se prcházející střede vzduchvé ezery a její klí: a) Pr C jádr (viz br. 4) ěřte ve vzájeně klých sách ; y závislst B f(); B y f(y). V grafech vyznačte hrany pólvých nástavců a ísta kde vlive rzptylu indukce B dsahuje puhých 0B a. b) Djde-li vlive feragnetika k zenšení vzduchvé ezery (na jeden z pólvých nástavců v se y uístěte šrub M6) a pakujte ěření dle předchzíh bdu tj. prvnejte B b f(); B yb f(y). c) Pr g. bvd agnetelektrickéh systéu (br.5) zěřte závislst B z f(z). Navrhněte patření pr zrvněrnění B ezi pólvýi nástavci. Pr takt upravenu B-rientačně stanvte geetrické rzěry bdélník cívky tčnéh ěřicíh systéu. Tat cívka bude ít 0 závitů prtékaných prude 0A. tanvte výsledný ent půsbící na cívku způsbující výchylku ručky přístrje. rulujte pžadavky na dsažení linearity stupnice. (Řešení viz Př. ve cvičení). br. 4 br.5 Pstup: Hallva snda princip viz br. 6 plvdič destička (d) prtékaná prude I kl rientvána k B vyhdncuje ptenciální rzdíl U H (Hallv. napětí) prtilehlých hran plvdič. výřezu jak: U H H IB kde H je knstanta závisí na uspřádání a ateriálu sndy. U H ~B stupnice je pak pří cejchvána v [T] Teslaetr (ppř. [G] Gaussetr ) T 0000G Prveďte kalibraci Teslaetru (návd ve cvičení). atná snda je uístěna v knci Al nástavce. UPOZONĚNÍ: Při ěření dbejte zvýšené bezřetnsti aby nedšl k pškzení nástavce (hnutí apd.). Psuv s krke 5; (ppř. 0) v intervalu 0-60 realizujte v suladu se zadání bude-li třeba vlte jenější krk viz tab. 6

10 Tab. 6 [] B [T] B [T] y [] B y [T] B y [T] z [] B z [T] KALIBACE TELAMETU ) Připjit napájení + 45V ) Opatrně vyjut sndu přepínač d plhy MAX a příslušný ptencietre nastavit na červený bd stupnice. ) Přepínač d plhy 0T; sndu i vliv g. ple a příslušný ptencietre drvnat na 0 stupnice. 4) Pstup ěření Zvlit vhdný rzsah přepínače; patrně upevnit sndu v držáku psuvnéh echanisu. 5) tjan echanisu situvat k získání výchzí hdnty pčátek vlte ve středu vzduch. ezery ezi plv. nástavci. 6) V suladu se zadání realizujte ěření v jedntlivých bdech sledvané sy. 7) P ěření Teslaetr vypnut plha přepínače 0 a dpjit zdrj + 45V ; vrátit sndu d krytu T-etru. br. 6