С ферритовым сердечником от частоты




Описание метода исследования

В данной работе измерение полного сопротивления цепи Z основано на измерении действующих значений переменного тока I и напряжения U. Согласно закону Ома (14.4),

. (14.8)

Как следует из формулы (14.4),

. (14.9)

В случае малого значения активного сопротивления (как правило, R << Z) полное сопротивление соленоида совпадает с индуктивным сопротивлением

. (14.10)

Это позволяет определить индуктивность по формуле

, (14.11)

измеряя сопротивление катушки переменному току известной частоты n.

Напряжение, измеренное на обмотке соленоида, в соответствии с выражениями (14.8) и (14.10) зависит от частоты переменного тока:

. (14.12)

Зависимость , полученная при фиксированном значении тока I, по форме совпадает с зависимостью и является линейной, если индуктивность соленоида L постоянна (не зависит от частоты). Согласно формуле (14.6), это соответствует постоянному значению магнитной проницаемости m, что характерно для пара- и диамагнитных сред.

Для соленоида с ферритовым сердечником, как было отмечено, индуктивность зависит от силы тока, протекающего в обмотке, т.е. зависимость (14.12) перестаёт быть линейной. Вид этой зависимости можно установить экспериментально, определяя индуктивное сопротивление соленоида при различных токах.

Таким образом, измеряя напряжение на обмотке соленоида при протекании переменного тока различной частоты (при фиксированной величине действующего значения I), можно экспериментально определить индуктивность соленоида и её частотную зависимость, а также её зависимость от величины переменного тока.

 

Описание установки

Оборудование: миниблок «Катушка с сердечником», генератор сигналов специальной формы, мультиметры.

 

Электрическая схема установки показана на рис. 14.1, монтажная – на рис. 14.2. Миниблок «Катушка с сердечником» представляет собой каркас, на который намотано N витков провода. В каркас может вставляться сердечник. Катушку 4, имеющую индуктивность L и сопротивление R, и мультиметр 2, соединённые последовательно, подключают к генератору напряжений специальной формы 1. Напряжение на катушке измеряют мультиметром 3 с большим входным сопротивлением.

Рис. 14.1. Электрическая схема:

1 – генератор сигналов специальной формы; 2 – мультиметр (режим A ~ 20 mA, входы COM, mA); 3 – мультиметр (режим V ~ 2 В, входы COM, VW); 4 – миниблок «Катушка с сердечником» с индуктивностью L, сопротивлением R

 

 

 

Рис. 14.2. Монтажная схема:

обозначения 2, 3, 4 – см. рис. 14.1

Выполнение работы

Задание 1

Исследование зависимости индуктивности катушки

с ферритовым сердечником от частоты

1. С помощью мультиметра 2 измерить сопротивление R катушки и записать его в табл. 14.2 (см. бланк отчёта).

2. Собрать электрическую цепь по монтажной схеме, приведённой на рис. 14.2, подключив катушку с сердечником. Установить режимы работы мультиметров (рис. 14.1).

3. Включить в сеть блоки генераторов напряжения и мультиметров. Нажать кнопку «Исходная установка».

4. Кнопками «Установка частоты 0,2 – 20 кГц» установить частоту 200 Гц. С помощью кнопок «Установка уровня выхода 0 … +15 В» установить значение тока в цепи в пределах от 2 до 5 мА. При этом фиксированном значении тока, увеличивая частоту тока, измерить и записать в табл. 14.2 для каждого значения n напряжение U на катушке. Измерения производить до тех пор, пока напряжение не увеличится в 2 – 3 раза.

Внимание. По мере изменения частоты следует поддерживать заданный ток I, регулируя его величину кнопками «Установка уровня выхода 0... +15 В», а для большей точности поддержания тока можно немного варьировать частотой относительно выбранного значения.

Задание 2



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-27 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: