Задание к лабораторной работе. 1. По методическому пособию к лабораторной работе ознакомиться с порядком ее выполнения

1. По методическому пособию к лабораторной работе ознакомиться с порядком ее выполнения.

2. По конспекту или учебнику повторить:

ü свойства и параметры магнитного поля;

ü определение магнитной цепи; магнитодвижущей силы

Изм.

Лист

Подпись

Дата

Стр

;

ü определение и физический смысл потокосцепления,

взаимного магнитного потока, индуктивности, взаимной индуктивности, коэффициента связи.

3. Подготовить отчет по лабораторной работе.

4. Ознакомиться с измерительными приборами и записать основные технические данные в таблицу 7.1.

5. Определить цену деления каждого измерительного прибора.

6. Получив допуск, установить напряжение на зажимах U=30В.

7. Снять показания приборов и занести их в таблицу.

8. Вычислить для своего варианта напряженность, магнитную индукцию магнитного поля, магнитный поток, взаимную индуктивность, коэффициент связи и величины индуктируемых ЭДС.

9. Результаты эксперимента и расчетов занести в таблицу 7.2

Таблица 7.2

№ п/п

I1 A

U В

w1

w2

lср м

Hср Тл

Вср Тл

Фср Вб

S м2

M Гн

L1 Гн

L2 Гн

k

E1 В

E1 В

d₁ d₂

A

Изм.

Лист

Подпись

Дата

Стр

рис.7.2

Исходные данные: средний диаметр кольца 10см; его поперечное сечение – квадрат со стороной 0.02м.

Порядок расчета.

1. Вычисление взаимной индуктивности.

Взаимная индуктивность M=ψ₂₁/I₁ =Ф₂₁^.w/I₁, где Ф₂₁ – магнитный поток, пронизывающий вторую катушку с числом витков w₂, но созданный током I₁ в первой катушке.

Ток I₁, проходящий по виткам первой катушки, создает в точках средней линии магнитную индукцию B_ср = μ₀H_ср, где H_ср- напряженность магнитного поля в точках средней линии. H_ср = I₁^.w₁/l_ср. I₁^.w₁=F_мс – магнитодвижущая сила. l_ср =πd_ср – длина средней магнитной линии.

Ф₁=B^.S= μ₀ ^.I₁^.w₁ S/l_ср

Магнитный поток, создаваемый током любой из обмоток, пронизывает витки другой обмотки (подразумевается, что диаметры обмоток мало отличаются друг от друга). Таким свойством обладают не только кольцевые катушки, но и цилиндрические, если их обмотки распределены равномерно. Поэтому Ф₂₁=Ф₁, следовательно M=Ф₁^.w/I₁.

2. Вычисление коэффициента связи.

k=M/(√L₁^.L₂), где М – взаимная индуктивность, L₁ и L₂ индуктивности

обмоток, которые можно определить по формулам: L₁= ψ/I₁ = Фw₁/I₁=

= μ₀ ^.I₁^.w₁ S w₁/ (l_срI₁)= μ₀ ^.w₁ ² S / (l_ср)/. Учитывая, что w₂ =2 w₁, получаем L₂=4L₁.

3. Вычисление индуктируемой ЭДС.

При переменном токе в первой катушке во второй индуктируется ЭДС индукции е₂=-w₂dФ₂₁/dt=-Mdi₁/dt, где производная di₁/dt определяет скорость изменения переменного тока первой катушки.

Если током i₂=i₁ питать вторую обмотку вместо первой, то в первой обмотке будет индуктироваться ток е₁=-w₁dФ₁₂/dt=-Mdi₂/dt,= е₂

Изм.

Лист

Подпись

Дата

Стр

Таким образом, индуктируемая ЭДС в любой из индуктивно-связанных обмоток одна и та же, если в обмотках протекают одинаковые токи.

В этом проявляется принцип взаимности индуктивно-связанных катушек.

Контрольные вопросы.

1. Какие контуры называют индуктивно или магнитно-связанными?

2. В чем проявляется принцип взаимности для индуктивно-связанных катушек?

3. Как определяется взаимная индуктивность?

4. Как определяется коэффициент связи?

5. В чем заключается физический смысл явления электромагнитной индукции?

6. Как определяется ЭДС индукции?

7. Как определяется ЭДС самоиндукции?

8. Где используется явление взаимоиндукции?

В результате выполнения лабораторной работы студент должен

Изм.

Лист

Подпись

Дата

Стр

иметь представление:

· о физических процессах электромагнитной индукции и самоиндукции;

знать:

· основные параметры и характеристики индукции и самоиндукции;

· основные зависимости для расчета индукции и самоиндукции;

уметь:

· рассчитывать параметры индукции и самоиндукции;

· обрабатывать и анализировать результаты расчетов и экспериментов;

Изм.

Лист

Подпись

Дата

Стр

Практическая работа 2.

Тема: Расчет неразветвленной цепи переменного тока с помощью векторных диаграмм, символическим методом.

Цель работы: закрепление методики расчета неразветвленной цепи переменного тока, построения топографической диаграммы и ее применения для определения параметров участка цепи, применения комплексных чисел для расчета цепей переменного тока.