лаба №6 по ТОЭ

Министерство Образования РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет в г. Кумертау

Кафедра ТОЭ

Отчет

по лабораторной работе № 4

Дисциплине «Теоретические основы электротехники»

Тема: “Исследование электрической цепи со взаимной индуктивностью”.

Выполнил: ст. гр. СУ-229д

Анисимов Н.М.

Проверил: ст. преподаватель

Лазарев Д. М.

Кумертау 2013 г.

Цель работы.

Исследовать соотношение между токами и напряжениями в электрических цепях переменного тока, содержащих индуктивно связанные элементы. Экспериментально определить параметры катушек и коэффициент взаимной индукции.

Лабораторная работа выполняется с использованием:

а) блок включения;

б) блок измерительных приборов;

в) блок нагрузок;

г) блок коммутации;

д) блок индуктивности.

Описание установки.

На рис. 1 приведена схема экспериментальной установки:

Рис.1

Таблица 1

	Измерение						Вычисление
№		I1, A	U1, B	P1, Вт		Z, Ом		R, Ом	X, Ом	M	k
1	1-ая катушка	1,085	21	5,76	+74	19,35		4,89	18,72	0,0382	0,1512
2	2-ая катушка	0,680	21	2,30	+79	30,88		4,97	30,48	0,0382	0,1512
3	встречное вкл.	0,770	21	5,43	+69	27,27		7,05	26,34	0,0382	0,1512
4	согласное вкл.	0,280	21	0,79	+82	75		10,08	74,32	0,0382	0,1512

1) Z = = = 19,35 Ом  = 2••f = 2•3,14•50 = 314,159 рад/с

R = = = 4,89 Ом

X = = 18,72 Ом

2) Z = = = 30,88 Ом

R = = = 4,97 Ом

X = = 30,48 Ом

3) Z = = = 27,27 Ом

R = = = 7,05 Ом

X = = 26,34 Ом

4) Z = = = 75 Ом

R = = = 10,08 Ом

X = = 74,32 Ом

M = = = 0,0382 Гн

k = = 0,1512

Рис.2

Таблица 2

№ опыта	Измерение								Вычисление
	Нагрузка	U1, В	I1, A	P1, Вт	1	U2, B	I2, A	M
1	Холостой ход	21	1,095	5,76	+75	12,9	0	0,0375
2	Нагрузка	21	1,075	7,14	+71	11,4	0,129	0,03376
3	Короткое замыкание	21	1,33	9,69	+68	0,3	0,495	0,000718

M = = = 0,0375 Гн

Индивидуальное задание.

7.1. Определить эквивалентную индуктивность экв L цепи при параллельном соединении индуктивно связанных катушек, параметры которых определены в п. 5.2. Случай согласного включения катушек.

L_экв=(L₁+L₂+2M)=314,159(0,227+0,281+2*0,0382)=0,58844

7.2. Определить эквивалентную индуктивность экв L цепи при параллельном соединении индуктивно связанных катушек, параметры которых определены в п. 5.2. Случай встречного включения катушек.

L_экв=(L₁+L₂-2M)= 314,159(0,227+0,281-2*0,0382)=0,4316

7.3. Определить комплексные сопротивления схемы замещения без

индуктивной связи двух параллельно соединенных катушек с взаимной индуктивностью, параметры которых определены в п.5.2. Случай согласного включения обмоток.

I_вх.

U₁ = U₂ = U_вх.

I_вх. = I₁ + I₂

R₁` I<sub>1</sub> R<sub>2</sub>` I₂

U₁ = R₁•I₁ + jL₁I₁ + jM I₂

U_вх L₁` L<sub>2</sub>`_. U₂ = R₂•I₂ + jL₂I₂ + jM I₁

R₁•I₁ + jL₁I₁ + jM I₂ = R₂I₂ + jL₂I₂ + jM I₁

(R₁ + j(L₁ - M))I₁ = (R₂ + j(L₂ - M))I₂

I₁ = = =

Z = _. = =

Так как сопротивление не зависит от тока и напряжения, то Z будет равняться :

Z = = 0,013 + j0,78 Ом

7.4. Определить комплексное входное сопротивление схемы замещения электрической цепи, состоящей из двух параллельно соединенных магнитосвязанных катушек, параметры которых определены в п. 5.2. Случай разноименного подключения катушек.

I_вх.

U₁ = U₂ = U_вх.

I_вх. = I₁ + I₂

R₁` I<sub>1</sub> R<sub>2</sub>` I₂

U₁ = R₁•I₁ + jL₁I₁ - jM I₂

U_вх L₁` L<sub>2</sub>`_. U₂ = R₂•I₂ + jL₂I₂ - jM I₁

R₁•I₁ + jL₁I₁ - jM I₂ = R₂I₂ + jL₂I₂ - jM I₁

(R₁ + j(L₁ + M))I₁ = (R₂ + j(L₂ + M))I₂

I₁ = = =

Z = _. = =

Так как сопротивление не зависит от тока и напряжения, то Z будет равняться :

Z = = 0,0077 + j0,833 Ом

7.5. Для исследуемого линейного трансформатора определить вносимое активное сопротивление Rвн при сопротивлении нагрузки R=30 Ом.

7.6. Для исследуемого линейного трансформатора определить вносимое реактивное сопротивление Xвн, при сопротивлении нагрузки

7.7. Для исследуемого линейного трансформатора определить входное активное сопротивление при сопротивлении нагрузки:

a) R=0 Ом;

б) R=30 Ом;

в) R=∞ Ом.

Вывод: Экспериментально были определены параметры катушек, которые представлены в таблице 1. Также был определен коэффициент взаимной индукции по формуле:

M =

Экспериментально было доказано, что, при одинаковых токах, протекающих через согласно и встречно включенные катушки взаимной индуктивности, напряжение на зажимах согласно включенных катушек будет больше напряжения на встречно включенных катушках.

Исследовали работу воздушного трансформатора в режимах холостого хода и короткого замыкания. Выяснили, что для различных режимов коэффициент взаимной индукции различен. При сопротивлении нагрузки 220 Ом опыт не получился из-за того, что ток во вторичной обмотке величина тока была очень мала.