Порядок выполнения работы

1) Снять размеры сердечника, необходимые для вычисления его се­чения и массы.

2) Вычислить площадь сечения сердечника и его массу, приняв коэффициент заполнения 0,92 и удельную массу стали 7,7 г/см³.

3) Собрать цепь для определения активного сопротивления R об­мотки катушки методом вольтметра и амперметра на постоянном токе. Питание схемы предусмотреть от регулируемого источника постоянного тока. Измерить и записать в отчет напряжение и ток для трех случаев.

4) Определить активное сопротивление обмотки катушки, вычислив R по формуле для трех случаев и среднеарифметическое его значе­ние.

5) Собрать цепь по схеме на рис. 10.1.

Рисунок 10.1 – Электрическая схема исследования катушки

Питание схемы осуществить от регулируемого источника переменного тока (РИПТ).

6) Снять и записать в табл. 10.1 зависимость тока, напряжения и мощности от величины немагнитного зазора в магнитопроводе при постоянной амплитуде основного магнитного потока. Для обеспечения постоянного мак­симального потока необходимо при всех значениях зазора устанавливать с помощью РИПТ такое напряжение U₁ на основной обмотке W₁, при котором напряжение U₂ на вспомогательной обмотке W₂ остается одним и тем же. Ве­личину U₂ указывает преподаватель.

Таблица 10.1 – Результаты исследования катушки U₂ = В

7) Снять зависимость напряжений U₁, U₂ потребляемой мощности от величины немагнитного зазора при постоянной величине намагничивающей силы I_w1. Величину тока I указывает преподаватель. Результаты записать в табл. 10.2.

Таблица 10.2 – Результаты исследования катушки I = А

8) Снять вольтамперную характеристику катушки при двух значени­ях зазора в сердечнике. Результаты записать в табл. 10.3.

9) Вычислить полное сопротивление Z и коэффициент мощности Cosφ катушки, использовав для этого закон Ома и формулу активной мощности. Результаты вычислений занести в соответствующие таблицы.

Таблица 10.3 – Вольтамперные характеристики катушки

10) Начертить в отчете схему замещения катушки со стальным сер­дечником.

11) Вычислить параметры g₀L₀ схемы замещения для всех значений зазора по данным табл. 10.1 и 10.2. Параметры g₀ и L₀ определить из соот­ношений

;	;	;
;	­;	.

Результаты вычислений занести в соответствующие таблицы.

12) Определить индуктивное сопротивление X_s, обусловленное по­током рассеяния, пользуясь векторной диаграммой. Векторную диаграмму необходимо строить согласно § 15.64 /1/. Результаты вычислений занес­ти в таблицы.

13) Вычислить амплитуду магнитной индукции В_m, пользуясь соотно­шениями

U₂ = 4,44W₂fФ_ст;

Ф_ст = B_mS.

Результаты занести в табл. 10.2 и 10.3.

14) Определить удельную мощность P`_ст потерь в стали, разделив мощность Р_ст на вес сердечника. Результаты занести в табл. 10.3.

15) Построить графики зависимости: Z, X_s, g₀, L₀, B_m от l_з (по табл. 10.1 и 10.2) и I, Z, B_m, P`_ст от U₁ (no табл. 10.3).

16) По результатам исследований сделать выводы.

10.3 Контрольные вопросы

1) Доказать, что катушка с ферромагнитным сердечником обладает индуктивностью большей, чем такая же катушка без сердечника.

2) Объяснить зависимость индуктивности катушки с ферромагнитным сердечником от тока в ней.

3) Построить кривую тока в катушке со стальным сердечником при синусоидальном напряжении на ней.

4) Построить кривую напряжения на катушке со стальным сердечни­ком при синусоидальном токе в ней.

5) Объяснить природу потерь мощности в сердечнике и их зависимость от толщины листов, из которых набран сердечник.

6) Что такое основной магнитный поток и поток рассеяния? Почему эти составляющие потока рассматриваются отдельно?

7) Что такое индуктивность рассеяния? Как определяется индуктив­ное сопротивление рассеяния в данной работе?

8) Объясните методику построения векторной диаграммы и смысл по­казанных на диаграмме величин.

9) Схема замещения катушки с ферромагнитным сердечником, физичес­кий смысл ее параметров.

10) Почему X_s меняется незначительно при изменении зазора?

11) Объяснить, почему g₀ и L₀ не остаются постоянными при изме­нении тока и напряжения.