Экспериментальное определение величины взаимной индукции

Электрические схемы (рисунок 1):

Рисунок 1 – Схемы исследуемых электрических цепей

Опытные данные

Изменяя ток в катушке при частоте 100 Гц, записываем значения тока одной катушки и ЭДС второй катушки. Результаты измерений заносим в таблицу 1.

Таблица 1 

Включена в сеть катушка L1				Включена в сеть катушка L2
I1, мА	17,712	24,665	50,288	I2, мА	16,607	24,411	53,586
Е2, В	2,723	3,751	5,022	Е1, В	3,862	4,112	4,810

                    

Обработка опытных данных

Взаимная индуктивность определяется по формулам:

Результаты расчета сводим в таблицу 2

Таблица 2

Включена в сеть катушка L1				Включена в сеть катушка L2
I1, мА	17,712	24,665	50,288	I2, мА	16,607	24,411	53,586
M21, Гн	0,245	0,242	0,159	М12, Гн	0,370	0,268	0,143
МСР, Гн	0,238

 

Последовательное включение индуктивно связанных элементов

Электрические схемы (рисунок 2)

    

Опытные данные

Изменяя ток в катушке при частоте 100 Гц, записываем значения тока и напряжения, по осциллограмме определяем угол сдвига фазы тока относительно фазы напряжения. Результаты измерений заносим в таблицу 3

 

Таблица 3

Согласное включение				Встречное включение
I, мА	2,222	4,773	9,539	I, мА	9,781	18,114	36,115
U, В	6,514	7,001	7,482	U, В	1,975	3,685	7,185
φ, град	15	15	15	φ, град	15	15	15

 

Обработка опытных данных

Рассчитываем эквивалентные параметры цепи по опытным данным по формулам:

   

Результаты расчета сводим в таблицу 4

 

Таблица 4

Согласное включение				Встречное включение
I, мА	2,222	4,773	9,539	I, мА	9,781	18,114	36,115
RЭ, Ом	2832	1417	757,633	RЭ, Ом	195,042	196,502	192,169
L’Э, Гн	1,208	0,604	0,323	L”Э, Гн	0,083	0,084	0,082

 

По таблице 4 записываем эквивалентные параметры цепи

R_{Э СР}=931,724 Ом

L’_{Э СР}=0,712 Гн

L”_{Э СР}=0,083 Гн

 

Взаимная индуктивность по эквивалентным параметрам

Расчет напряжений на элементах цепи для тока I=50 мА, сведен в таблицу 5

 

Таблица 5

Согласное включение				Встречное включение
UR1, В	UL1, В	UR2, В	UL2, В	UR1, В	UL1, В	UR2, В	UL2, В
23,293	11,184	23,293	11,184	23,293	1,304	23,293	1,304

 

По таблице 5 для согласного и встречного включений строим векторные диаграммы

       Согласное включение:

 

UM2

                                                                                                   

 

                                                                       

	UR1

 

 

Встречное включение:

 

Параллельное включение индуктивно связанных элементов

Электрические схемы (рисунок 3)

 

Рисунок 3 – Последовательное включение индуктивно связанных элементов

 

Опытные данные

Установив ток в общей части цепи не более 100 мА, при частоте 100 Гц, записываем значения токов и напряжения, по осциллограммам определяем углы сдвига фаз токов относительно фазы напряжения. Результаты измерений сносим в таблицу 6.

Таблица 6

 

Согласное включение							Встречное включение
U, В	I, мА	φ, град	I1, мА	φ1, град	I2, мА	φ2, град	U, В	I, мА	φ, град	I1, мА	φ1, град	I2, мА	φ2, град
6,965	91,637	30	44,231	30	45,438	30	6,457	119,152	0	56,456	0	57,197	180

        

 

Обработка опытных данных

Расчет напряжений на элементах цепи, сведен в таблицу 7

Таблица 7

	Согласное включение	Встречное включение
I, мА	91,637	119,152
I1, мА	44,231	56,456
I2, мА	45,438	57,191
UR1, В	20,606	26,301
UL1, В	9,894	1,472
UM1, В	6,614	8,442
UR2, В	21,168	26,646
UL2, В	10,164	1,491
UM2, В	6,795	8,553

По таблице 7 для согласного и встречного включений строим векторные диаграммы:

     Согласное включение:

 

 

    Встречное включение:

 

 

Вывод: В проделанной работе мы определи значение взаимной индуктивности М и эквивалентные параметры последовательного и параллельного соединений, эти параметры оказались практически равными друг другу.

 

Лабораторная работа №7