Metody měření vzájemné indukčnosti - Laboratorní úloha
Níže je uveden pouze náhled materiálu. Kliknutím na tlačítko 'Stáhnout soubor' stáhnete kompletní formátovaný materiál ve formátu DOC.
Metody měření vzájemné indukčnosti
Zadání:
Změřte vzájemnou indukčnost variometru pro úhly od 0° do 180° :
a) pomocí výpočtové metody
b) VA metodou
2. Graficky znázorněte závislost Mx na úhlu natočení.
3. Vzájemnou indukčnost zkontrolujte můstkovou metodou.
4. Porovnejte v závěru jednotlivé metody měření vzájemné indukčnost z hlediska
složitosti a přesnosti.
Teoretický úvod:
Vzájemná indukčnost je konstanta úměrnosti mezi napětím indukovaným na druhé cívce UI2 s časovou změnou proudu I1 v cívce první. Označujeme ji M.
UI2 =
M =
k . . . činitel vzájemné vazby, vyjadřuje jaká část magnetického toku jedné cívky přechází na druhou cívku.
k = 1 . . . . . . .vazba těsná
0 < k < 1 . . . vazba volná
Tlumivky :
Většinou nízkofrekvenčních tlumivek současně prochází stejnosměrný i střídavý proud ( např. : filtrační tlumivky v napájecích zdrojích ). U těchto cívek je třeba zajistit, aby magnetické pole vznikající v důsledku procházejícího stejnosměrného proudu ( tzv. stejnosměrná předmagnetizace ) nemohlo posunout pracovní bod magnetického materiálu jádra až do oblasti jeho magnetického nasycení. Požadavku se dosáhne přerušením magnetického obvodu vzduchovou mezerou ( ve skutečnosti oddělením obou částí jádra izolačním materiálem vhodné tloušťky ).
Provedení nízkofrekvenčních tlumivek :
Nízkofrekvenční tlumivky mají jádra tvořená magnetickým obvodem. Obvod je navinut z ortopermového pásku tloušťky 0,32 mm ( vhodné pro síťovou frekvenci 50 Hz, jádro označeno žlutou barvou ) nebo tloušťky 0,13 mm ( pro frekvence akustického pásma, označeno zeleně ). Průchod vířivých proudů jádrem je zmenšen tím, že jsou jednotlivé závity pásku od sebe izolovány. Aby bylo možné na magnetický obvod nasunout cívku navinutou na izolační kostře, je jádro asi uprostřed příčně rozříznuto na dvě části tvaru C ( odtud název jádro C ). Styčné plochy obou částí jsou zabroušeny.
Měření vzájemných indukčností:
Výpočtová metoda: pro měření cívek bez jader.
LA = L1 + L2 + 2M LB = L1 + L2 – 2M → M =
Výchylkové metody:
VA metoda - menší přesnost měření, hodí se pro provozní měření stejně jako VA metda ěření odporů.
Můstkové metody:
Carey-Fosterův můstek – můstek lze použít pro měření vzájemných indukčností nebo kapacit. Obvod řešíme transfigurací.
Základní rovnice:
R1 = R1´+ RL1 R2 = R2´+ RC
Oddělením reálné a imaginární část dostaneme:
pro R3 = 0 …
Maxwell – Wienův můstek – můstek lze řešit transfigurací jako Carey – Fosterův můstek. V odporu R1 je zahrnut i odpor cívky L1.
Po transfiguraci získáme vztahy:
Podmínka rovnováhy:
Při vyvažování můstku je nutné správně dodržet zapojení počátků a konců vynutí. Můstek vyvažujeme prostřednictvím R2 a R4 popř. R3. Musí být také splněna podmínka Mx < L1 .