Исследование магнитной цепи на постоянном токе

Министерство Путей Сообщения Российской ФедерацииПетербургский Государственный Университет Путей СообщенияКафедра Теоретические основы электротехники Отчет по лабораторной работе 17 Исследование магнитной цепи на постоянном токе ВыполнилстудентгруппыАТК-102ЛебединскийА .А.ПроверилпреподавательКурмашевС.М.Санк т-Петербург2002СодержаниеПеречень условных обозначений 3Введение 41. Исследование зависимостимагнитной индукции от напряженности магнитного поля 52. Исследование магнитныхпотоков в стержнях магнитопровода 63. Расчет магнитныхсопротивлений и потоков в стержнях магнитопровода 7Заключение 9Списокиспользуемых источников 9 Перечень условных обозначений реостат индуктивность ключ амперметр гальванометрl длина магнитопровода lЭ l1 l2 длина средней магнитной линии в магнитной цепи W число витков катушки S площадь поперечного сечениямагнитопровода Ф магнитный поток H напряженность магнитного поля B магнитная индукция C 968 постояннаябаллистического гальванометра, C 968 4,7 10-5 Wв дел 956 0 магнитная постоянная, 956 0 4 960 10-7 Гн м 956 а абсолютная магнитная проницаемость материаласердечника 956 r относительная магнитнаяпроницаемость материала сердечника RМ магнитное сопротивление.ВведениеЦелью данной работы является исследование на опытеосновных законов магнитной цепи.Программа работы 1. Исследование зависимости магнитной индукции B от напряженности магнитного поля H, т.е. кривой намагничивания B f H и зависимости магнитной проницаемости отнапряженности a f H и r f H .2. Исследование магнитных потоков во всех трех стержняхмагнитопровода.3. Расчет магнитных потоков во всех трех стержняхмагнитной системы.а опыте основных законовмагнитной цепи Схема исследуемой цепи представлена на рисунке 1. Данныеэлектроизмерительных приборов представлены в таблице 1, а параметры схемы втаблице 2.Таблица 1Таблица измерительных приборов N п п Наименование прибора Система прибора Предел измерения Цена деления Класс точности Заводской прибора 1 Амперметр эл маг. 5 А 0,01 А 0,2 Амперметр маг эл. 3 А 0,02 А 0,20931 Таблица 2Параметры схемы l1, мм l2, мм l3, мм W1, вит. W2, вит. S1, см2 S2, см2 S3, см2 146 66 146 130 5 1,45 2,9 1,1. Исследованиезависимости магнитной индукции от напряженности магнитного поляВ таблице 1.1 показаны значения, измеренные на опыте ивычисленные по формулам, приведенным ниже. Таблица 1.1Измеренные и расчетные величины Наблюдают Вычисляют I1, А 945 , м Ф2, Вб B2, Тл H2, А м 956 а, Гн м 956 r 0,02 6 10-3 5,64 10-8 1,945 10-4 12,264 15,86 10-6 12,62 0,04 7 10-3 6,58 10-8 2,269 10-4 24,528 9,25 10-6 7,36 0,06 9 10-3 8,46 10-8 2,917 10-4 36,792 7,929 10-6 6,31 0,08 14 10-3 13,16 10-8 4,538 10-4 49,057 9,25 10-6 7,36 0,1 18 10-3 16,92 10-8 5,834 10-4 61,321 9,515 10-6 7,57 0,2 27 10-3 25,38 10-8 8,752 10-4 122,642 7,136 10-6 5,68 0,4 32 10-3 30,08 10-8 10,37 10-4 245,283 4,229 10-6 3,37 0,6 34 10-3 31,96 10-8 11,02 10-4 367,925 2,995 10-6 2,38 0,8 38 10-3 35,72 10-8 12,32 10-4 490,566 2,511 10-6 2,00 1 41 10-3 38,54 10-8 13,29 10-4 613,208 2,167 10-6 1,72 1,5 42 10-3 39,48 10-8 13,61 10-4 919,811 1,480 10-6 1,18 2 43 10-3 40,42 10-8 13,94 10-4 1226,415 1,136 10-6 0,90 Формулыдля расчетов Н2 W1I1 lЭ 1.1 Ф2 C 968 945 W2 1.2 B2 Ф2 S2 1.3 956 а B2 H2 1.4 956 r 956 а 956 0 1.5 Примеррасчетов, производится по формулам 1.1 - 1.5 I1 0,02 A, 945 0,03 мФ2 4,7 10-5 6 10-3 5 5,64 10-8Вб В2 5,64 10-8 2,9 10-4 1,945 10-4Тл Н2 130 0,02 146 10-3 66 10-3 12,264А м 956 а 1,945 10-4 12,264 15,86 10-6Гн м 956 r 15,86 10-6 4 960 10-7 12,62Поданным из таблицы 1.1 построим графики, они представлены в приложении 2. Исследованиемагнитных потоков в стержнях магнитопроводаВ таблице 2.1 показаны значения, измеренные на опыте ивычисленные по формулам, приведенным ниже.Таблица 2.1Измеренные и расчетные величины Наблюдают Вычисляют I1, А 945 Aa, м 945 Bb, м 945 Cc, м Ф1, Вб Ф2, Вб Ф3, Вб 0,2 12 10-3 26 10-3 13 10-3 12,6904 10-8 25,3308 10-8 12,6904 10-8 0,6 16 10-3 34 10-3 15 10-3 15,979 10-8 31,958 10-8 15,979 10-8 Формулыдля расчетов Ф1 BS1 2.1 Ф1 Ф3 0,5Ф2.2 Примеррасчетов, производится по формулам 2.1 - 2.2 Ф1 8,752 10-4 1,45 10-4 12,6904 10-8ВбФ1 Ф3 12,6904 10-8ВбФ2 2Ф1 2 12,6904 10-8 25,3308 10-8Вб3. Расчетмагнитных сопротивлений и потоков в стержнях магнитопроводаВ таблице 3.1 показаны значения, вычисленные по формулам,приведенным ниже.Таблица 3.1Расчетные величины Задаемся Расчетные данные Опытные данные I1 RМ1 RМ2 RМ3 RМ13 RМЭ Ф1 Ф2 Ф3 Ф1 Ф2 Ф3 А 1 Гн Вб Вб 0,6 33,619 107 7,598 107 33,619 107 16,809 107 24,407 107 15,979 10-8 31,958 10-8 15,979 10-8 15,979 10-8 31,958 10-8 15,979 10-8 Формулыдля расчетов RМ1 l1 956 аS1 3.1 RМ2 l2 956 аS2 3.2 RМ3 RМ1 3.3 RМ13 RМ1 2 3.4 RМЭ RМ2 RМ13 3.5 Ф2 W2I1 RМЭ 3.6 Ф1 Ф3 0,5Ф2Примеррасчетов, производится по формулам 3.1 - 3.6 RМ1 146 10-3 2,995 10-6 1,45 10-4 33,619 1071 ГнRМ3 RМ1 33,619 1071 ГнRМ2 66 10-3 2,995 10-6 2,9 10-4 7,598 107 1 ГнRМ13 33,619 10-7 2 16,1071 ГнRМЭ 7,598 10-7 16,809 10-7 24,407 1071 ГнФ2 130 0,6 24,407 107 31,958 10-8ВбФ1 Ф3 0,5 31,958 10-8 15,979 10-8 ВбПриложение 1ЗаключениеВ данной работе было произведено исследованиемагнитной цепи на постоянном токе. В отчете, состоящем из трех частей, были исследованызависимости магнитной индукции B отнапряженности магнитного поля H и зависимости магнитной проницаемости от напряженности a f H и r f H былиисследованы магнитные потоки во всех трех стержнях магнитопровода, рассчитанымагнитные потоки для этих стержней.

В результате этихисследований были проверены основные законы магнитной цепи. Исследованиеосновных законов магнитной цепи сводится к сопоставлению результатовопределения магнитных потоков в стержнях исследуемого магнитопровода опытным ирасчетным путем.Основными законами магнитной цепи являются 1. Первый закон магнитной цепи В любом узле магнитнойцепи алгебраическая сумма магнитных потоков, входящих и выходящих из узла,равна нулю Он вытекает из принципанепрерывности магнитного потока Поток вектора магнитной индукции сквозь любуюзамкнутую поверхность равен нулю . .2. Второй закон магнитной цепи вытекает из закона полноготока, формулируемого следующим образом Циркуляция вектора напряженностимагнитного поля по любому замкнутому контуру равна полному току, пронизывающемуэтот контур . В первой части работы проведен расчет магнитногопотока Ф2, магнитной индукции B2, напряженностимагнитного поля H2, абсолютной и относительной магнитной проницаемостисердечника.

Эти величины приведены в таблице 1.1. По этой таблице построеныграфики, приведенные в приложении1.Во второй части работы были рассчитаны магнитныепотоки, в трех стержнях магнитопровода для двух различных значений тока. Ихзначения приведены в таблице 2.1.В третьей части работы были рассчитаны магнитныесопротивления, необходимые в дальнейшем для расчета магнитных потоков.Сравнивая потоки, полученные во второй и третьей части работы, можно увидеть,что они равны, что доказывает справедливость законов магнитной цепи.Список используемых источников1. Нейман Л.Р Демирчян К.С. Теоретические основы электротехники, т.2. Л. Энергоиздат, 1981. 416 с.2. Конспект лекций.