Исследование индуктивно связанных цепей
 Скачать 89.28 Kb.
|
МИНОБРНАУКИ РОССИИСАНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)Кафедра ТОЭ ОТЧЕТпо лабораторной работе №9 по дисциплине «Теоретические основы электротехники»ТЕМА: ИССЛЕДОВАНИЕ ИНДУКТИВНО СВЯЗАННЫХ ЦЕПЕЙ
Санкт-Петербург 2023 Цель работы: экспериментальное определение параметров двух индуктивно связанных катушек и проверка основных соотношений индуктивно связанных цепей при различных соединениях катушек. Подготовка к работе Схема замещения двух индуктивно связанных катушек, удовлетворительно учитывающая электромагнитные процессы в диапазоне низких и средних частот, представлена на рис. А, где  ,  и  ,  – индуктивности и сопротивления соответственно первой и второй катушек; M – их взаимная индуктивность.Степень магнитной связи двух катушек определяется коэффициентом связи:  где  ,  – индуктивные сопротивления катушек;  – сопротивление взаимной индуктивности; при этом  .В режиме гармонических колебаний (в установившемся синусоидальном режиме) уравнения цепи на рис. А имеют вид:   Рис. А Знак M и  определяется выбором положительных направлений токов  и  . Для выбранных направлений токов M 0 , если включение катушек согласное, и M 0, если включение встречное. Способ включения катушек устанавливается с помощью однополярных выводов, отмеченных «звездочками»: если токи катушек направлены одинаково относительно однополярных выводов (например, как показано на рис. А), то катушки включены согласно; в противном случае включение встречное.Параметры уравнения (2) могут быть определены из двух опытов холостого хода, в одном из которых 0, в другом 0; осуществляют эти опыты размыканием соответствующей пары внешних выводов катушек. Если используют катушки достаточно высокой добротности ( ), то при определении индуктивностей допустимо пренебречь активными сопротивлениями обмоток катушек, т. е. считать 0 и 0; ошибка при этом будет несущественной с точки зрения инженерной практики. Полагая в уравнениях (2) сначала 0 , а затем 0 , при условии = 0 получаем соответственно: На рис. Б1, показано последовательное соединение двух индуктивно связанных катушек. В этом случае  ,  и из уравнений (2) при = 0 находим выражение эквивалентной индуктивности:  Рис. Б Для параллельного соединения (рис. Б2)  ,  . Разрешая систему уравнений (2) относительно токов с учетом = 0, можно получить выражение эквивалентной индуктивности: В выражениях (4), (5) M 0 при согласном и M 0 при встречном включениях катушек. Если к выводам второй катушки присоединить нагрузочное сопротивление  , получим двух-обмоточный трансформатор (рис. В). В трансформаторе энергия от источника, включенного в цепь первичной обмотки, передается нагрузке , подключенной ко вторичной обмотке. Эта передача осуществляется без электрической связи между обмотками посредством изменяющегося потока взаимной индукции.Рассматривая трансформатор как четырехполюсник, можно его передающие свойства характеризовать функциями передачи напряжений и токов. Положив  , из уравнений (2) при = = 0 получаем:  Рис. В В случае активной нагрузки =  модуль функции передачи по напряжению (АЧХ) Обработка результатов. Лабораторная 9 1)
Расчёт:          2)
Расчёт:  Предположим, что опыт 1 согласное включение, а 2 встречное тогда     В : Гн   ВПредположения оказались верными Теоретический расчёт почти совпадает с практическим. 3)
Предположим, что опыт 1 согласное включение, тогда   Для встречного:   Подтверждаем, что опыт 1 согласное, а 2 встречное 4)
Расчётная формула:   Рис. 1  Рис. 2  Рис. 3 Ответы на вопросы Как установить правильность выполнения проведенных исследований? Ответ: в первом опыте стоит проверить  , он должен быть примерно одинаковым для обоих опытов и соответственно  Так же заметим, что 0<  <1Во втором ЗНК поможет проверить правильно ли подключены катушки  Во втором, третьем и четвертом пункте стоит посмотреть на теоретические расчёты. Как практически разметить однополярные выводы двух индуктивно связанных катушек? Ответ: Можно визуально определить направление навивки (по обмотке). Так же можно определить тип включения (согласное и встречное), перебором подключений (сравнением токов) и разметить выводы При каком соотношении между параметрами катушек L1, L2, M напряжение одной из них в режиме гармонических колебаний при последовательном соединении катушек и встречном включении будет отставать от тока? Ответ: Возьмём R=0, получаем соотношения     напряжение будет отставать от тока4)Почему АЧХ трансформатора падает в области низких и высоких частот? В какой частотной области исследуемый трансформатор приближается к идеальному? Почему на нулевой частоте сигнал через трансформатор к нагрузке не проходит? Напряжение при w->0 и w-> ∞ проходит хуже, а в крайних точка и вообще не проходит, связано это с  .Т.к знаем что L-КЗ (w=0) L-ХХ(w=∞)Для идеального трансформатора справедливо  ->> близость к линейной зависимости->> область низких частот 5)Чем объяснить резкое расхождение расчетных и опытных значений H j U при 0 ? Не учитывается, что на частоте 0 катушка первичной обмотки не создаёт переменное во времени магнитное поле, а значит и во вторичной не будет появляется напряжение Вывод: Экспериментально определены параметры двух индуктивно связанных катушек, установлено какое подключение для них является встречным, согласным. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
, В
, В
|,Ом