MĚŘENÍ Laboratorní cvičení z měření Měření magnetických veličin, část 3-9-3 Číslo projektu: CZ..07/.5.00/34.0093 Název projektu: Inovace výuky na VOŠ a SPŠ Šumperk Šablona: III/ Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Sada: Číslo materiálu: VY_3_INOVACE_SPŠ-ELE-6-III_E3_07 Ročník: 3. Jméno autora: Ing. Vít Krňávek Škola: VOŠ a SPŠ Šumperk, Gen. Krátkého Anotace: Pracovní list pro měření magnetických veličin -.část. Klíčová slova: intenzita magnetického pole, magnetická indukce, amplitudová magnetizační křivka Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Vít Krňávek. Financováno z ESF a státního rozpočtu ČR.
Název úlohy: Měření magnetických veličin Listů: 5 List: Zadání: Na předloženém vzorku feromagnetického materiálu (transformátoru) proveďte pomocí osciloskopu následující měření: a) Převedením magnetických veličin na elektrické veličiny zjistěte při střídavé magnetizaci závislost B m =f(h m ), tzv. amplitudovou magnetizační křivku feromagnetického materiálu. b) Magnetizační křivku zakreslete do grafu a stanovte v ní důležité oblasti magnetizace. Rozbor zvolené měřicí metody: Magnetizační (amplitudovou) křivku, tzn. dvojice k sobě příslušných hodnot B a H vrcholů hysterezních smyček budeme zjišťovat podle následujícího postupu: rčení imální intenzity magnetického pole Okamžitá hodnota intenzity magnetického pole v jádře měřeného transformátoru je dána výrazem N N H I imální hodnota H I l s Z tohoto výrazu vyplývá, že k určení H potřebujeme změřit pouze imální primární proud I, protože počet závitů N a délku střední siločáry l s známe z rozměrů jádra. Průběh magnetizačního proudu I je vlivem nelineárních vlastností magnetického obvodu značně zkreslen třetí harmonickou viz. obr.. měřeného transformátoru dochází ke zkreslení proudu a nikoliv napětí proto, že transformátor bude při měření napájen z tvrdého zdroje napětí (zdroje s malým vnitřním odporem). K měření imální hodnoty magnetizačního proudu I se používá špičkový (imální) voltmetr nebo osciloskop. l s Obr. Zkreslení magnetizačního proudu první harmonická, - výsledný zkreslený průběh, 3- třetí harmonická Jméno: Třída: Měřil dne: Odevzdal dne: KLASIFIKACE Příprava: Činnost: Zpracování: Vyhodnocení: Celkem:
Název úlohy: Měření magnetických veličin Listů: 5 List: 3 Na vstup osciloskopu přivedeme napětí za snímacího rezistoru R, jehož průběh bude odpovídat průběhu magnetizačního proudu I. Napětí určíme za vzdálenosti l odečtené na stínítku obrazovky, jak je znázorněno na obr.. Vzdálenost l odpovídá příslušnému napětí špička-špička. Dále platí a I R Z uvedených vztahů vyplývá, že I [A; V; Ω] R Napětí změříme pomocí zkalibrovaného vstupu osciloskopu k l [V; V/d; d] OSC Výsledný vztah pro H je N H [A/m; V; Ω; m] R l s rčení imální magnetické indukce B Metoda vychází z předpokladu, že výstupní napětí měřeného transformátoru má sinusový průběh, tzn., že efektivní hodnotu napětí můžeme měřit přímo, např. střídavým milivoltmetrem. Při určování B vyjdeme z transformátorové rovnice ef 4,44B Z ní pak B [T; m ; Hz; V] 4,44S N f Fe S Fe Nf kde je údaj odečtený na milivoltmetru a ostatní část výrazu je po celé měření konstantní. Schéma pro měření: Schéma pro měření magnetizační křivky pomocí osciloskopu. I RT Tr 30 V AC V R OSC
Název úlohy: Měření magnetických veličin Listů: 5 List: 4 Měřený předmět: Tr transformátor typ N = z, N = z S Fe = cm l s = mm Použité měřicí přístroje a pomůcky: Označení Název Typ Tp Použitý rozsah Inventární číslo Postup měření: Obvod zapojíme podle schématu a na výstup transformátoru připojíme voltmetr. Regulační transformátor RT slouží k nastavení magnetizačního proudu, který protéká primárním vinutím transformátoru Tr. Proud se měří pomocí osciloskopu, jako úbytek napětí na snímacím rezistoru R. Postupně zvyšujeme magnetizační proud, odečítáme odpovídající hodnoty napětí a zapisujeme je do tabulky. Magnetizační proud měníme tak, aby se magnetická indukce B měnila přibližně po 0, T v rozsahu od 0 do T. Z naměřených údajů vypočítáme H a B z nichž pak nakreslíme graf magnetizační křivky. Tabulky naměřených a vypočítaných hodnot: č.m. [ V ] B [ T ] α [ d ] k [ mv/d ] [ V ] H [ A/m ] 3 4 5 6 7 8 9 0
Název úlohy: Měření magnetických veličin Listů: 5 List: 5 Příklad výpočtů: Graf: Magnetizační křivku B =f(h ) zpracujte na samostatný list milimetrového papíru. Závěr: (V závěru vyhodnoťte jednotlivé oblasti magnetizační křivky a oblast použití měřeného feromagnetického materiálu.) Použité zdroje FIALA, M.; VROŽINA, M.; HERCIK, J. Elektrotechnická měření I. 3.vydání. Praha: SNTL Nakladatelství technické literatury, 986. 350 s. DT 6.37 (075.3). Kapitola 3.3, Magnetická měření, s. 37 336.