Badanie transformatora - Magnetyzm

I.  Wstęp teoretyczny. Podstawy magnetyzmu. Istnienie tzw. sił magnetycznych znane było już w starożytności. Wiadomo było wówczas, że pewne rudy, zwłaszcza magnetyt (FeO2  ⋅ Fe2O3 , nazwa pochodzi od miasta Magnezji w Azji Mniejszej) i piryt magnetyczny (6FeS ⋅ Fe2S3), wykazują tę własność, że z  pewnej odległości przyciągają kawałki żelaza lub tejże rudy. W średniowieczu wiedziano już, że za pomocą tych naturalnych  magnesów można magnesować sztabki stalowe, tzn. nadawać im własności magnetyczne. W tym celu wystarczy pocierać sztabkę  stalową kawałkiem magnetytu, zwracając jednak uwagę na to, by pocieranie odbywało się stale w tym samym kierunku. Taka  namagnesowana sztabka stanowi przykład magnesu trwałego. Pole magnetyczne możemy otrzymać nie tylko za pomocą trwałych  magnesów; przepływowi prądu elektrycznego towarzyszy zawsze powstanie pola magnetycznego, jak to stwierdził duński fizyk Chr.  Oersted (r. 1820). Przestrzeń otaczająca magnes albo przewodnik z prądem nazywamy polem magnetycznym. Podstawowy wektor  pola magnetycznego B nosi nazwę   indukcji magnetycznej –  jest to stosunek siły, jaka działa w polu na przewodnik o długości l, do  natężenia prądu w tym przewodniku i do jego długości. Wektor pola magnetycznego jest związany z liniami indukcji w następujący  sposób: a) styczna do linii indukcji w dowolnym punkcie daje kierunek wektora B w tym punkcie, b) linie indukcji rysuje się w ten sposób, że ich liczba na jednostkę powierzchni przekroju poprzecznego jest proporcjonalna do  wartości bezwzględnej wektora pola magnetycznego B. Tam gdzie linie są blisko siebie, B przyjmuje duże wartości, a tam gdzie  daleko – małe.  Strumień indukcji  φB dla pola magnetycznego można zdefiniować następująco: φB = ∫ B ⋅ ds gdzie, całkowanie wykonuje się po powierzchni, dla której chcemy określić  φB. Strumień magnetyczny wektora indukcji magnetycznej B przez powierzchnię S obliczamy ze wzoru: φ = B ⋅ S ⋅ cosα gdzie: α - kąt nachylenia powierzchni S do powierzchni normalnej. Jednostką strumienia magnetycznego jest weber  [Wb]. Strumień indukcji magnetycznej ma wartość 1[Wb], jeśli przechodzi przez  ustawioną prostopadle do linii indukcji powierzchnię 1 [m2] ustawioną w miejscu, gdzie indukcja ma wartość 1 [T] – Tesli. Pole magnetyczne charakteryzuje również wielkością wektorową zwaną  natężeniem pola magnetycznego  H, które w odróżnieniu od  indukcji magnetycznej nie zależy od własności magnetycznych ośrodka. Wektor natężenia pola magnetycznego posiada ten sam  kierunek i zwrot co wektor indukcji magnetycznej. Na przewodnik przez który płynie prąd, znajdujący się w polu magnetycznym, 

(…)

… przenikalności magnetycznej µ od natężenia pola H ma skomplikowany charakter, przy czym maksymalne
wartości µ są bardzo duże:
µ max ≈ 103 ÷ 106
Występowanie histerezy magnetycznej - różnicy w wartościach namagnesowania J ferromagnetyka przy jednej i tej samej wartości
natężenia H pola magnesującego w zależności od poprzedniego stanu namagnesowania ferromagnetyka.
Indukcja elektromagnetyczna.
Zjawisko…
… wartości prądu. Możemy to wyrażać następującym
wzorem:
I sk =
I max
2
gdzie:
Isk –wartość skuteczna natężenia prądu zmiennego,
Imax –maksymalna wartość natężenia prądu zmiennego.
II. Opracowanie danych pomiarowych.
Najpierw sporządzam wykres zależności I1(U1), oraz U2(U1) dla transformatora nieobciążonego:
Wykres zależności I1=f(U1), oraz U2=f(U1) dla transformatora nieobciążonego.
I1 [mA]
U2 [V]
45
18
40…
... zobacz całą notatkę