Материал: lab._17_(К)

7

ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

П УТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра “Теоретические основы электротехники”

Лабораторная работа № 17

“Исследование магнитной цепи на постоянном токе”

Выполнил студент:

группы ЭТ-401

Кожевникова Е. М.

Санкт-Петербург

2006

ВВЕДЕНИЕ

Цель работы – исследование на опыте основных законов магнитной цепи.

ПРОГРАММА РАБОТЫ

1. Исследование зависимости магнитной индукции от напряженности магнитного поля , т.е кривой намагничивания и зависимости магнитной проницаемости от напряженности и . (Необходимо снять 8-10 точек и достигнуть состояния магнитного насыщения в среднем стержне).

2. Измерение магнитных потоков во всех трех стержнях магнитопровода (при двух значениях намагничивающего тока в обмотке ).

3. Расчет магнитных потоков во всех трех стержнях магнитной системы (при одном значении намагничивающего тока из п. 2 программы).

Таблица 1

Характеристика измерительных приборов

Краткие сведения из теории

Исследование основных законов магнитной цепи сводится к со­поставлению результатов определения магнитных потоков в стерж­нях исследуемого магнитопровода опытным и расчетным путем.

Первый закон магнитной цепи вытекает из принципа непрерыв­ности магнитного потока, формулируемого следующим образом: “По­ток вектора магнитной индукции сквозь любую замкнутую поверх­ность равен нулю”:

где – вектор магнитной индукции;

– вектор, представ­ляющий элементарную площадку.

Первый закон магнитной цепи формулируется так: “В любом уз­ле магнитной цепи алгебраическая сумма магнитных потоков, вхо­дящих и выходящих из узла, равна нулю”:

Уравнение (2) аналогично уравнению первого закона Кирхго­фа для электрических цепей.

Второй закон магнитной цепи вытекает из закона полного тока:

формулируемого следующим образом: “Циркуляция вектора напряжен­ности магнитного поля ( ) по любому замкнутому контуру равна полному току, пронизывающему этот контур”.

В уравнении (3): - элемент длины, представленный вектором; - вектор напряженности магнитного поля; - сумма токов, полный ток.

Для любого замкнутого контура в магнитной цепи из уравне­ния (3) может быть получено уравнение

где – напряженность поля на участке магнитной цепи длиной , на которой величина напряженности считается одинаковой.

Уравнение (4) может быть преобразовано в уравнение

где – магнитный поток в сердечнике на -ом участке;

Здесь - магнитная индукция:

;

– сечение магнитопровода на -ом участке;

– магнитное сопротивление -го участка:

.

Здесь абсолютная магнитная проницаемость ма­териала сердечника на -ом участке.

Уравнение (5) и выражает второй основной закон магнитной цепи.

Алгебраическая сумма токов , сцепляющихся с данным замкнутым контуром магнитной цепи, называется магнитодвижущей или намагничивающей силой , действующей в атом контуре. В случае наличия обмотки с числом витков и током м.д.с.

.

Уравнение (5) аналогично уравнению второго закона Кирхго­фа для электрических цепей.

Величина м.д.с. аналогична величине э.д.с. в электрической цепи.

Для простой последовательной магнитной цепи, во всех се­чениях которой магнитный поток имеет одинаковое значе­ние, уравнение (5) может быть преобразовано:

Уравнение (7) называют законом Ома для магнитной цепи. Оно аналогично закону Ома для электрической цепи.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Рис. 1

Таблица 2

1. Исследование зависимости магнитной индукции от напряженности магнитного поля , т.Е кривой намагничивания и зависимости магнитной проницаемости от напряженности и

Для выполнения п. 1 программы работы собирается схема, изображенная на рис. 1. Необходимо проверить начальное положе­ние коммутационной аппаратуры. Должно быть: рубильники , и замкнуты; движок реостата поставлен на максимум сопротивления; движки реостатов , поставлены так, чтобы снималось минимальное напряжение; вольтметровый пере­ключатель ВП поставлен в положение, при котором измерительная обмотка на среднем стержне на весь период данного опы­та была подключена к гальванометру.

Устанавливается требуемая величина тока , после чего размагничивается сердечник, размыкается и быстрым перебро­сом переключателя П с положения 2 в положение 1 вызывается отб­рос на гальванометре , который и регистрируется. Опыт пов­торяется для восьми-десяти точек. Данные опыта занесены в табл. 3.

Таблица 3