LABORATORNÍ CVIČENÍ Elektrotechnika a elektronika



Podobné dokumenty
LABORATORNÍ CVIČENÍ Elektrotechnika a elektronika

Měření vlastností střídavého zesilovače

Magnetické pole cívky, transformátor vzorová úloha (SŠ)

Název: Měření magnetického pole solenoidu

LABORATORNÍ PROTOKOL Z PŘEDMĚTU SILNOPROUDÁ ELEKTROTECHNIKA

Měření vlastností stejnosměrných tranzistorových zesilovačů

LABORATORNÍ CVIČENÍ Elektrotechnika a elektronika

MĚŘENÍ Laboratorní cvičení z měření. Měření vlastní a vzájemné indukčnosti, část 3-1-3

MĚŘENÍ Laboratorní cvičení z měření. Měření vlastní a vzájemné indukčnosti, část 3-1-4

Odporový dělič napětí a proudu, princip superpozice

Poř. č. Příjmení a jméno Třída Skupina Školní rok 2 BARTEK Tomáš S /10

Pracovní list žáka (SŠ)

Laboratorní úloha č. 2 Vzájemná induktivní vazba dvou kruhových vzduchových cívek - Faradayův indukční zákon. Max Šauer

2. Pro každou naměřenou charakteristiku (při daném magnetickém poli) určete hodnotu kritického

Teorie elektromagnetického pole Laboratorní úlohy

Laboratorní cvičení č.11

Korekční křivka měřícího transformátoru proudu

ELEKTRICKÉ STROJE. Laboratorní cvičení LS 2013/2014. Měření ztrát 3f transformátoru

Účinky elektrického proudu. vzorová úloha (SŠ)

MĚŘENÍ Laboratorní cvičení z měření. Měření magnetických veličin, část 3-9-3

Jan Perný využíváme při orientaci pomocí kompasu. Drobná odchylka mezi severním

Fyzikální praktikum FJFI ČVUT v Praze

Úkol 1) Proměřit transformaci napětí pro cívky 300 a 300 závitů. Stvořit společný graf závislosti U 2 na U 1 pro hodnoty teoretické a naměřené.

Korekční křivka napěťového transformátoru

REE 11/12Z - Elektromechanická přeměna energie. Stud. skupina: 2E/95 Hodnocení: FSI, ÚMTMB - ÚSTAV MECHANIKY TĚLES, MECHATRONIKY A BIOMECHANIKY

UVSSR, ODBOR ELEKTROTECHNIKY LABORATORNÍ CVIČENÍ ELEKTROTECHNIKA A ELEKTRONIKA

Pracovní list žáka (ZŠ)

Elektromechanický oscilátor

6 Měření transformátoru naprázdno

galvanometrem a její zobrazení na osciloskopu

Stacionární magnetické pole

Název: Autor: Číslo: Srpen Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1

Měření magnetické indukce elektromagnetu

PRAKTIKUM II Elektřina a magnetismus

Elektromagnetismus 163

ZADÁNÍ: ÚVOD: SCHÉMA: POPIS MĚŘENÍ:

FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE. Úloha 11: Termická emise elektronů

Systém vykonávající tlumené kmity lze popsat obyčejnou lineární diferenciální rovnice 2. řadu s nulovou pravou stranou:

MĚŘENÍ Laboratorní cvičení z měření. Měření magnetických veličin, část 3-9-4

pracovní list studenta Elektromagnetické jevy Magnetické pole cívky Eva Bochníčková

Teoretický úvod: [%] (1)

Graf I - Závislost magnetické indukce na proudu protékajícím magnetem. naměřené hodnoty kvadratické proložení. B [m T ] I[A]

Automatizační technika Měření č. 6- Analogové snímače

13 Měření na sériovém rezonančním obvodu

Možnosti potlačení asymetrické EMI v pásmu jednotek až desítek MHz

PRAKTIKUM II. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. úlohač.5 Název: Měření osciloskopem. Pracoval: Lukáš Ledvina

.100[% ; W, W ; V, A, V, A]

Měření VA charakteristik polovodičových diod

Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Praktikum IV

Stacionární magnetické pole. Kolem trvalého magnetu existuje magnetické pole.

Název: Studium magnetického pole

Rezonanční elektromotor II

1. Změřte závislost indukčnosti cívky na procházejícím proudu pro tyto případy:

Zadání úlohy: Schéma zapojení: Střední průmyslová škola elektroniky a informatiky, Ostrava, příspěvková organizace. Třída/Skupina: / Měřeno dne:

Úloha č.: XVII Název: Zeemanův jev Vypracoval: Michal Bareš dne Posuzoval:... dne... výsledek klasifikace...

Zpráva o měření. Střední průmyslová škola elektrotechnická Havířov. Úloha: Měření výkonu. Třída: 3.C. Skupina: 3. Zpráva číslo: 8. Den:

Elektrická měření pro I. ročník (Laboratorní cvičení)

VÝUKOVÝ MATERIÁL. Pro vzdělanější Šluknovsko. 32 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Bc. David Pietschmann.

7. MĚŘENÍ LINEÁRNÍHO POSUVU

Měření vlastností a základních parametrů elektronických prvků

Měření na 3fázovém transformátoru

Návrh toroidního generátoru

Merkur perfekt Challenge Studijní materiály

STACIONÁRNÍ MAGNETICKÉ POLE. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Elektřina a magnetismus - 3. ročník

2.POPIS MĚŘENÉHO PŘEDMĚTU Měřeným předmětem je v tomto případě nízkofrekvenční nevýkonový tranzistor KC 639. Mezní hodnoty jsou uvedeny v tabulce:

Obvod střídavého proudu s indukčností

VOLTAMPÉROVÉ CHARAKTERISTIKY DIOD

PRAKTIKUM II Elektřina a magnetismus

2 Nd:YAG laser buzený laserovou diodou

1. Změřte průběh intenzity magnetického pole na ose souosých kruhových magnetizačních cívek

Učební osnova předmětu ELEKTRICKÁ MĚŘENÍ. studijního oboru M/01 ELEKTROTECHNIKA (silnoproud)

Laboratorní práce č. 1: Určení voltampérových charakteristik spotřebičů

PŘECHODOVÝ JEV V RC OBVODU

Fyzikální praktikum FJFI ČVUT v Praze. Úloha č. 2 : Měření hysterezní smyčky balistickým galvanometrem

Elektronické praktikum EPR1

PRAKTIKUM II Elektřina a magnetismus

Systémy analogových měřicích přístrojů

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/

RLC obvody sériový a paralelní rezonanční obvod

Fyzikální praktikum II

MĚŘENÍ Laboratorní cvičení z měření. Měření parametrů tyristoru, část 3-5-4

Střední průmyslová škola elektrotechnická a informačních technologií Brno

9 Měření na jednofázovém transformátoru při různé činné zátěži

MĚŘENÍ Laboratorní cvičení z měření. Měření na elektrických strojích - transformátor, část 3-2-3

Střední průmyslová škola elektrotechnická a informačních technologií Brno

PRAKTIKUM II Elektřina a magnetismus

u = = B. l = B. l. v [V; T, m, m. s -1 ]

Integrovaná střední škola, Sokolnice 496

Určeno studentům středního vzdělávání s maturitní zkouškou, druhý ročník, transformátory a jejich vlastnosti

PŘÍLOHA A. ÚSTAV VÝKONOVÉ ELEKTROTECHNIKY A ELEKTRONIKY Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií 72 Vysoké učení technické v Brně

Harmonický ustálený stav pokyny k měření Laboratorní cvičení č. 1

19. Elektromagnetická indukce

C p. R d dielektrické ztráty R sk odpor závislý na frekvenci C p kapacita mezi přívody a závity

Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Ostatní speciální motory. Asynchronní motor s měničem frekvence Autor:

Střední průmyslová škola elektrotechnická a informačních technologií Brno

Střední průmyslová škola elektrotechnická a informačních technologií Brno

Základní měření s výchylkovými multimetry Laboratorní cvičení č. 1

Určeno studentům středního vzdělávání s maturitní zkouškou, druhý ročník, konstrukce a princip činnosti stejnosměrných strojů

INTEGROVANÁ STŘEDNÍ ŠKOLA TECHNICKÁ BENEŠOV. Černoleská 1997, Benešov. Elektrická měření. Tematický okruh. Měření elektrických veličin.

MĚŘENÍ Laboratorní cvičení z měření. Měření na elektrických strojích - transformátor, část 3-2-4

Transkript:

VUT FSI BRNO ÚVSSaR, ODBOR ELEKTROTECHNIKY JMÉNO: ŠKOLNÍ ROK: 2010/2011 PŘEDNÁŠKOVÁ SKUPINA: 1E/95 LABORATORNÍ CVIČENÍ Elektrotechnika a elektronika ROČNÍK: 1. KROUŽEK: 2EL SEMESTR: LETNÍ UČITEL: Ing. Jiří Toman DATUM MĚŘENÍ: 20.4.2011 DATUM ODEVZDÁNÍ: 27.4.2011 HODNOCENÍ: Číslo úlohy: 5 Název úlohy: Magnetické pole ve vzduchové mezeře Úkol měření: 1. Pomocí přípravku změřte závislost magnetické indukce B ve vzduchové mezeře C-jádra na budicím vinutí proudu cívky I b. 2. Proměřte průběh magnetické indukce v prostoru vzduchové mezery v závislosti na poloze měřící sondy.

Schéma zapojení: Zapojení pro měření magnetické indukce ve vzduchové mezeře magnetického obvodu: Soupis použitých přístrojů: 1x regulovatelný zdroj Tesla BK 126 1x přípravek feromagnetické jádro tvaru C vzorek 2, materiál: ferit 1x Teslametr s Hallovou sondou Stručný popis použité metody: Magnetický obvod ve schématu zapojení se skládá z feromagnetického jádra tvaru C s navinutou budící cívkou o N z závitech. Naše skupina měla k dispozici přípravek označený jako vzorek 2 následujících parametrů: a = 10,5 mm b = 10.5 mm c = 32,5 mm d = 27 mm l = 1,4 mm N z = 380

Magnetické pole ve vzduchové mezeře tohoto jádra tvaru C se vybudí stejnosměrným proudem I b, jenž jsme prostřednictvím regulovatelného zdroje nechali procházet vinutím cívky. Vzniklou magnetickou indukci B v mezeře jsme měřili teslametrem pomocí měřící Hallovy sondy, umístěné ve vzduchové mezeře. Nejdříve nám ovšem učitel nadiktoval rozměry jádra, počet závitů budící cívky a hodnoty relativní permeability feromagnetika pro daný proud a použitý materiál. V tomto případě byl použitým materiálem ferit. Závislost magnetické indukce B ve vzduchové mezeře C-jádra na budicím vinutí proudu cívky I b : Při prvním měření jsme sondu teslametru umístili do středu vzduchové mezery (poloha x=0). Změnou velikosti výstupního napětí regulovatelného zdroje jsme nastavovali hodnotu budícího proudu I b. Původně jsme měli použít rozsah 0A 1A, ale nejmenší možná nastavitelná hodnota byla 0,195A, proto jsme začali měřit až od 0,2A. Hodnoty budícího proudu I b jsme měnili s krokem 0,1A. Pro každou hodnotu I b jsme také naměřili velikost magnetické indukce B a vše zapsali do tabulky 1. Závislost magnetické indukce B ve vzduchové mezeře C-jádra na poloze měřící sondy: Pro druhé měření jsme nastavili hodnotu budícího proudu I b na učitelem zadaných 0,5A. Posuvem polohy měřící sondy od polohy -3mm do 15mm s krokem 1mm jsme proměřili průběh magnetické indukce B v celém průřezu vzduchové mezery i jejím okolí. Hodnoty jsme si opět zapsali do připravené tabulky.

Tabulky a grafy naměřených a vypočtených hodnot: I b hodnota budícího proudu N z počet závitů budící cívky μ rf hodnota relativní permeability feromagnetika (feritu) B magnetická indukce x poloha sondy 1) Závislost magnetické indukce na velikosti budícího proudu: B(I b ) Naměřené hodnoty I b [A] 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 μ rf [-] 1700 1520 1420 1320 1230 1160 1120 1070 1040 1000 B [mt] - (1) 46,1 68,7 91,1 112,3 138 158 184 203 226 x [mm] 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Pozn.: 1) nejmenší možná nastavitelná hodnota budícího proudu na regulovatelném zdroji byla 0,195A, proto jsme začali měřit až od 0,2A Učitelem zadané vztahy: N B=μ 0. z. I b l j μ rf I b l v μ rv l j =l f =π c a 4d 2c l l v =0,0019 μ rv l v =e μ 0 =4π.10 7 permeabilita vakua B=μ 0. N z. I b l v chyba metody Příklad výpočtu pro I b = 0,2A: 4π.10 7. 380.0,2 B= =48,4 mt π 3,25.10 2 1,05.10 2 4.2,7.10 2 2.3,25.10 2 1,4.10 3 0,0019 B= 4π.10 7.380.0,2 =0,035 mt e 1520

Vypočtené hodnoty I b [A] 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 B [mt] 24,3 48,4 72,4 96,3 120,0 143,6 167,2 190,7 214,2 237,5 B [mt] 0,018 0,035 0,053 0,070 0,088 0,105 0,123 0,141 0,158 0,176 Tabulka pro srovnání naměřených a vypočtených hodnot B n [mt] - 46,1 68,7 91,1 112,3 138 158 184 203 226 B v [mt] 24,3 48,4 72,4 96,3 120,0 143,6 167,2 190,7 214,2 237,5 B n naměřené hodnoty B v vypočtené hodnoty Závislost magnetické indukce na velikosti budícího proudu 250 200 150 B [mt] Vypočtené hodnoty Naměřené hodnoty 100 50 0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 I [A]

2) Závislost magnetické indukce na poloze měřící sondy: B(x) x B I b [mm] [mt] [A] -3 108 0,5-2 113 0,5-1 115 0,5 0 115 0,5 1 114 0,5 2 113 0,5 3 112 0,5 4 111 0,5 5 110 0,5 6 108 0,5 7 85,1 0,5 8 41,3 0,5 9 23,9 0,5 10 16,3 0,5 11 11,2 0,5 12 8,9 0,5 13 7,1 0,5 14 5,9 0,5 15 4,6 0,5 Výpočet pro I b = 0,5A: 4π.10 7. 380.0,5 B= =120 mt π 3,25.10 2 1,05.10 2 4.2,7.10 2 2.3,25.10 2 1,4.10 3 0,0019 1230 B= 4π.10 7.380.0,5 =0,088 mt e

Závislost magnetické indukce na poloze měřící sondy 120 100 80 B [mt] 60 40 20 0-5 0 5 10 15 20 x [mm]

Zhodnocení výsledků měření: V tomto měření jsme zkoumali nejprve závislost magnetické indukce na velikosti budícího proudu a poté závislost magnetické indukce na poloze měřící sondy. Obě měření jsme provedli na stejném stanovišti s totožným přípravkem, označeným jako vzorek 2. Při měření závislosti magnetické indukce B na velikosti budícího proudu I b při poloze Hallovy sondy x = 0 a hodnotách budícího proudu 0A 1A jsme zjistili, že se v této oblasti jedná o přímou úměru. Graf této závislosti má tedy lineární charakter. Čím vyšší budící proud prochází vinutím cívky, tím vyšší je magnetická indukce. Druhé měření spočívalo v určení závislosti magnetické indukce B na poloze Hallovy měřící sondy x při konstantní hodnotě budícího proudu 0,5A. Tato závislost je již poněkud složitější. Graf této závislosti bychom mohli pro účely analýzy rozdělit na čtyři oblasti. V oblasti x = -3 mm až x = 0 mm se jedná opět o přímou úměru se zvětšující se hodnotou polohy sondy se zvětšuje také samotná indukčnost. Ovšem v oblasti x = 0 mm až x = 6 mm již dojde k první změně. Přímá úměra přejde v nepřímou a tato oblast má navíc i přísně lineární charakter. Po poloze x = 6 mm začne křivka závislosti prudce klesat až do polohy x = 9 mm. Pokles indukčnosti B v této oblasti je o cca 80mT pokles je tedy velice výrazný. Od této polohy křivka nabude exponenciálního charakteru s rostoucí hodnotou polohy sondy magnetická indukce postupně klesá směrem k nulové hodnotě. Co se týče nepřesnosti měření, u prvního měření byla největší odchylka mezi naměřenou a vypočtenou hodnotou při budícím proudu o velikosti 1A. Chyba činila cca 5%, což je s přihlédnutím k omezeným školním podmínkám akceptovatelné. U měření závislosti indukce na poloze sondy jsme v poloze x=0 naměřili hodnotu lišící se od vypočtené o cca 4%, což je opět přiměřené podmínkám měření.