Материал: 5327

Магнитное поле в веществе описывается величинами магнитной индукции B и напряжённости магнитного поля H , которые связаны между

Для немагнитных участков магнитной цепи (воздух, диэлектрик) маг-

мейство петель гистерезиса. При расчётах магнитных цепей применяют основную кривую намагничивания, которая проходит через вершины симметричных петель гистерезиса.

Основной величиной, характеризующей магнитную цепь, является магнитный поток Ф . При расчете магнитных цепей допускают, что магнитное поле однородно и его силовые линии параллельны средней линии участка магнитопровода. В этом случае магнитный поток можно найти по формуле Ф BS , где S – площадь поперечного сечения участка.

Для неразветвлённых магнитных цепей, в которых магнитный поток создаётся одной обмоткой с током I , может быть построена веберамперная характеристика Ф I . Экспериментальным путём построить ве- бер-амперную характеристику можно, измеряя величину магнитного потока в магнитопроводе при изменении тока в обмотке магнитной цепи. Если измерения производятся на переменном токе, то получают динамические

В магнитной цепи без воздушного зазора амплитуда напряженности магнитного поля равна

H m I mW ,

lср

41

где W – число витков намагничивающей катушки; lcp – длина средней ли-

нии магнитопровода.

Амплитудное значение ЭДС в обмотке Wu наиболее точно измеряется

амплитудным электронным вольтметром, имеющим очень большое входное сопротивление. Учитывая, что шкалы таких вольтметров проградуированы в действующих значениях синусоидального напряжения, величину

амплитуды ЭДС можно найти по формуле Em 2 U , где U – показание вольтметра.

2. Задание

2.1.Собрать схему, приведенную на рисунке 1. Записать геометрические размеры магнитопровода и количество витков катушек.

2.2.Вставить в зазор магнитопровода ферромагнитную пластинку. Изменяя с помощью лампового реостата величину тока в пределах от 0 до 2,5 А, измерить напряжение на измерительной катушке. Произвести 8–10 опытов, результаты измерений записать в таблицу 1.

Таблица 1 – Результаты исследования магнитной цепи без воздушного зазора

2.3. Вставив в зазор магнитопровода немагнитную вставку, повторить измерения по п. 2.2, результаты измерений записать в таблицу 2.

Таблица 2 – Результаты исследования магнитной цепи с воздушным зазором

42

2.4. Для исследуемых режимов сделать необходимые вычисления. По дан-

3. Контрольные вопросы

3.1.Сформулируйте законы магнитных цепей.

3.2.Каковы основные допущения при расчете магнитных цепей?

3.3.Поясните методы расчёта неразветвлённых магнитных цепей.

3.4.Как влияет величина немагнитного зазора на величину магнитного потока?

Лабораторная работа № 10

ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЁХФАЗНОЙ ЦЕПИ ПРИ СОЕДИНЕНИИ НАГРУЗКИ ЗВЕЗДОЙ

Цель работы: Исследование различных режимов работы трёхфазной нагрузки, соединённой по схеме «звезда». Построение векторных диаграмм.

1. Схема опыта

Схема соединения трёхфазной нагрузки по схеме «звезда» представлена на рисунке 1.

B

U N

Рисунок 1 – Схема трёхфазной нагрузки, соединённой по схеме «звезда»

Основные выражения для расчета трёхфазных электрических цепей

При соединении трёхфазной нагрузки звездой векторная диаграмма напряжений в общем случае имеет вид, показанный на рисунке 2.

В трёхфазной электрической цепи действуют следующие трёхфазные системы напряжений:

43

U A , U B , U C – фазные напряжения генератора, обычно симметричная система;

U AO1 , U BO1 , UCO1 – фазные напряжения нагрузки;

U AB , U BC , UCA – линейные напряжения.

Положение нулевой (нейтральной) точки O1 нагрузки на векторной диаграмме определяется напряжением смещения нейтрали U N .

Нулевые точки генератора O и нагрузки O1 могут совпадать в двух

случаях:

а) при симметричной нагрузке, когда Z A ZB ZC ;

б) при равенстве нулю сопротивления нулевого провода Z N .

В таких режимах фазные напряжения генератора и нагрузки совпадают.

C

B

Рисунок 2 – Векторная диаграмма нагрузки трёхфазной цепи

Положение точек A , B и C на векторной диаграмме определяется системой фазных напряжений U A , U B , U C генератора и не зависит от режима работы нагрузки.

Направления векторов фазных (линейных) токов I A , I B , IC зависят от

грамме этому выражению соответствует сложение соответствующих векторов фазных токов.

44

2. Задание

2.1.Собрать схему для исследования различных режимов работы нагрузки, приведённую на рисунке 3. В качестве сопротивлений фаз нагрузки использовать ламповый реостат.

2.2.Выполнить семь опытов для режимов работы нагрузки, указанных в

таблице 1. Измерения фазных напряжений U AO1 , U BO1 , UCO1 производятся вольтметром Vф путём подключения его поочередно к точкам A , B и C

цепи. Включение и выключение нулевого провода производится с помощью ключа K .

Рисунок 3 – Схема для исследования различных режимов работы нагрузки трёхфазной цепи

Таблица 1 – Результаты измерений

45