Программа работы

1.Снять ВАХ линейного элемента (рис.3.1(а)), результаты занести в таблицу 3.1.

Таблица 3.1

№ опыта

Линейный элемент

Нелиней- ный элемент

Цепь с линейными и нелинейными элементами

Последо вательное соедине- ние (экспер.)

Последо вательное соедине- ние (расчёт)

Парал лельное соедине- ние (экспер.)

Парал лельное соедине- ние (расчёт)

U,B

I ,А

U,B

I ,А

U,B

I ,А

U,B

I ,А

U,B

I ,А

U,B

I ,А

2.Снять ВАХ нелинейного элемента (рис.3.1(б)), результаты занести в таблицу 3.1

3.Собрать цепь с последовательным соединением линейного и нелинейного элементов по схеме, аналогичной рис.3.2(а) и снять ВАХ этой цепи.

4.Пользуясь графическим методом, построить ВАХ для последовательного соединения линейного и нелинейного элементов. В этой же системе осей построить ВАХ всей последовательной цепи, полученную опытным путём.

5.Собрать цепь, с параллельным соединением линейного и нелинейного элементов по схеме, аналогичной рис.3.3(а) и снять ВАХ этой цепи.

6.Построить ВАХ для параллельного соединения линейного и нелинейного элементов графическим методом. В этой же системе осей построить ВАХ всей параллельной цепи, полученную опытным путем.

Содержание отчёта

−схемы лабораторных установок

−таблица 3.1

−ВАХ линейного и нелинейного элементов и цепей с их последовательным и параллельным соединением

−выводы

Контрольные вопросы

1.Какие элементы электрической цепи называются нелинейными?

2.Что называется ВАХ элемента электрической цепи?

3.Справедлив ли закон Ома для нелинейной цепи?

4.Какие методы применяются для расчёта нелинейных электрических цепей?

Лабораторная работа №4

Измерение мощности потерь энергии в ферромагнитном сердечнике катушки индуктивности

Цель работы:определение потерь энергии в ферромагнитном сердечнике катушки индуктивности.

Общие сведения

В ферромагнитном сердечнике катушки индуктивности, по которому замыкается переменный магнитный поток, возникают потери энергии. Они складываются из потерь на гистерезис и потерь на вихревые токи и приводят к нежелательному нагреву стального сердечника.

Потери на гистерезис можно рассчитать по следующей формуле:

,

(4.1)

где коэффициент, зависящий от материала сердечника;– частота;максимальная индукция;– показатель степени, зависящий от магнитной индукции;– масса ферромагнитного сердечника.

Формула для расчета потерь на вихревые токи имеет следующий вид:

,

(4.2)

где – коэффициент, зависящий от сорта и толщины стального листа сердечника.

Во многих случаях измеряют и рассчитывают суммарные потери, не разделяя их по частям. Если магнитное поле изменяется с частотой питающей сети 50 Гц, то мощность потерь можно рассчитать по формуле:

,

(4.3)

где – суммарные потери в стали;– удельные потери в сердечнике массой 1 кг при магнитной индукции(приводятся в справочниках).

Максимальное значение магнитной индукции для различных напряжений можно рассчитать, если известно число витков катушки и площадь сечения сердечника:

,

(4.4)

где – напряжение;– частота;– число витков катушки;– площадь сечения сердечника (в м²).

В данной лабораторной работе мощность потерь энергии в сердечнике катушки измеряется с помощью ваттметра. Предварительно, с помощью схемы (рис. 4.1) определяется сопротивление катушки постоянному току. Ваттметр, включенный по схеме, представленной на рис 4.2, измеряет мощность:

,

(4.5)

где – потери в стали сердечника;– потери в проводе катушки;– потери в вольтметре;– потери в параллельной обмотке ваттметра. Сопротивление вольтметраи параллельной обмотки ваттметрауказываются на шкалах измерительных приборов.

По известным слагаемым общей мощности потерь и показаниям ваттметра можно найти мощность потерь энергии в ферромагнитном сердечнике катушки:

.

(4.6)

Разделив потери в стали на массу сердечника(в кг), получим потери отнесенные к 1 кг стали:

.		(4.7)
Рис. 4.1	Рис. 4.2