Підготовка до вимірювального експерименту

Лабораторна робота № 6

ВИЗНАЧЕННЯ ДИНАМІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК
МАГНІТНИХ МАТЕРІАЛІВ

 

Мета роботи: вивчити методику визначення основних динамічних характеристик магнітних матеріалів за допомогою ватметра, вольтметра і амперметра і набути практичних навиків у використанні цих вимірювальних приладів та опрацюванні результатів експерименту.

 

ПЛАН РОБОТИ

Підготовка до вимірювального експерименту

· Опрацювати теоретичний матеріал:

1) ознайомитись з основними магнітними характеристиками [1, стор.545];

2) вивчити особливості визначення основних динамічних характеристик магнітних матеріалів методом амперметра і вольтметра, [1, стор.564-566] та вимірювання втрат ватметра [1, стор.569-571];

 

· Розв’язати задачу:

1) Виходячи із заданого амплітудного значення напруженості магнітного поля Н_м, кількості витків в намагнічувальній w₁ і вимірювальній w₂ обмотках, геометричних розмірів зразка l_сер, площі поперечного перерізу зразка S, амплітудного значення магнітної індукції B_m, частоти намагнічувального струму f, коефіцієнта потужності втрат cosφ_в обчислити: середньоквадратичне значення намагнічувального струму І₁ в намагнічувальній w₁ обмотці; середньовипрямлене значення напруги U₂ в вимірювальній обмотці w₂ та значення потужності феромагнітних втрат Р_в.

2) Вибрати необхідні засоби вимірювань – амперметр, вольтметр та ватметр (границю вимірювання I_kA, U_kV, I_kW, U_kW, cosφ_нW та систему) для вимірювання сили струму І₁, напруги U₂ та потужності втрат Р_в. з наявних на робочому столі приладів. Якщо необхідно, за результатами задачі, вибрати вимірювальний трансформатор струму (вибравши коефіцієнт трансформації), а також розрахувати очікуваний показ ватметра. Для вимірювання вибрати схему вимірювань (без або з використанням вимірювального трансформатора струму).

 

Проведення вимірювального експерименту

а) скласти електричне коло та дослідити феромагнітний зразок за допомогою аналогових амперметра, вольтметра і ватметра, вибраних за пунктом 1.1 Записати результати експерименту в табл. 6.2.

б) записати метрологічні характеристики використаних засобів вимірювань у табл. 6.1 звіту.

 

Опрацювання результатів експерименту.

· За результатами експерименту п. 1.2,а обчислити значення потужності втрат Р_в, магнітної індукції B_m, напруженості магнітного поля Н_m, комплексний магнітний опір Z_m та його складові: реактивну X_m і активну R_m. Після цього обчислити пружну µ₁ та в’язку µ₂ складові комплексної магнітної проникності та знайти її амплітудне значення µ_m. Записати результати в табл.6.2.

· Оцінити граничне значення абсолютної похибки вимірювання потужності втрат у момент входження досліджуваного зразка в стан насичення;

· Записати результат вимірювання потужності втрат (табл.6.2).

Оформити та захистити звіт.

ОСНОВНІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Обчислення відносної похибки вимірювання маси зразка.

Відносну похибку вимірюваннямаси зразка обчислюємо як:

(6.28)

де маса зразка =0,5 гр, а масу зразка визначаємо, виходячи з формули , де - питома густина заліза, - геометричні розміри досліджуваного зразка

2.3.5. Обчислення сумарної відносної похибки результату вимірювання потужності питомих втрат.

Сумарну відносну похибку результату вимірювання потужності питомих втрат обчислюємо за формулою (6.22).

2.3.6. Обчислення граничного значення абсолютноїпохибки вимірювання потужності питомих втрат.

Граничне значення абсолютної похибки вимірювання потужності питомих втрат знаходять за отриманим результатом вимірювання потужності питомих втрат Р_вп та обчисленим граничним значення відносної похибки вимірювання потужності питомих втрат :

(6.29)

Подання результату вимірювання потужності питомих втрат.

Результат вимірювання потужності втрат подають із наведенням самого отриманого результату Р_вп та граничного значення абсолютної похибки вимірювання :

(6.30)

Таблиця 6.1

ПРАКТИЧНІ ВКАЗІВКИ

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1. Вкажіть основні динамічні характеристики магнітних матеріалів.

2. Методика визначення основної кривої намагнічування матеріалів.

3. Методика вимірювання потужності втрат на перемагнічування матеріалів.

4. Режими перемагнічування матеріалів і їх вплив на вибір вимірювальних приладів.

5. Вплив власного споживання приладів на визначення динамічні характеристики магнітних матеріалів.

6. Використання вимірювальних трансформаторів струму при визначенні динамічних характеристик магнітних матеріалів.

7. Як оцінити результат вимірювання (відносну та абсолютну стандартну непевність) потужності втрат на перемагнічування матеріалів.

8. Як можна розмагнітити феромагнітний зразок?

ЛІТЕРАТУРА

1. Основи метрології та вимірювальної техніки: [підручник для вузів в двох томах]/ [М. Дорожовець, В. Мотало, Б. Стадник та ін.]; За ред. Б.І. Стадника. – Львів: Вид-во Національного університету “Львівська політехніка”. – 2005. – Т2. Вимірювальна техніка. – 656 с.

2. Спектор С. А. Электрические измерения физических величин. Методы измерений. – Л.: Энергоатомиздат, 1987. – 320с.

 

 

 

Таблиця 6.2

Лабораторна робота № 6

ВИЗНАЧЕННЯ ДИНАМІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК
МАГНІТНИХ МАТЕРІАЛІВ

 

Мета роботи: вивчити методику визначення основних динамічних характеристик магнітних матеріалів за допомогою ватметра, вольтметра і амперметра і набути практичних навиків у використанні цих вимірювальних приладів та опрацюванні результатів експерименту.

 

ПЛАН РОБОТИ

Підготовка до вимірювального експерименту

· Опрацювати теоретичний матеріал:

1) ознайомитись з основними магнітними характеристиками [1, стор.545];

2) вивчити особливості визначення основних динамічних характеристик магнітних матеріалів методом амперметра і вольтметра, [1, стор.564-566] та вимірювання втрат ватметра [1, стор.569-571];

 

· Розв’язати задачу:

1) Виходячи із заданого амплітудного значення напруженості магнітного поля Н_м, кількості витків в намагнічувальній w₁ і вимірювальній w₂ обмотках, геометричних розмірів зразка l_сер, площі поперечного перерізу зразка S, амплітудного значення магнітної індукції B_m, частоти намагнічувального струму f, коефіцієнта потужності втрат cosφ_в обчислити: середньоквадратичне значення намагнічувального струму І₁ в намагнічувальній w₁ обмотці; середньовипрямлене значення напруги U₂ в вимірювальній обмотці w₂ та значення потужності феромагнітних втрат Р_в.

2) Вибрати необхідні засоби вимірювань – амперметр, вольтметр та ватметр (границю вимірювання I_kA, U_kV, I_kW, U_kW, cosφ_нW та систему) для вимірювання сили струму І₁, напруги U₂ та потужності втрат Р_в. з наявних на робочому столі приладів. Якщо необхідно, за результатами задачі, вибрати вимірювальний трансформатор струму (вибравши коефіцієнт трансформації), а також розрахувати очікуваний показ ватметра. Для вимірювання вибрати схему вимірювань (без або з використанням вимірювального трансформатора струму).