Camp Magnetic

44
Always leading the pack Laborator TIME CAMP MAGNETIC DL 3155M05R

Transcript of Camp Magnetic

Always leading the pack

Laborator TIME

CAMP MAGNETICDL 3155M05R

aalb Pagina (

Acest program software de formare face referire la campul magnetic:

DL 3155M05R : Camp magnetic

Capitole:

Camp magnetic creat de un conductor rectiliniar

Camp magnetic creat de un conductor circular

Camp magnetic creat de un solenoid

Masurarea inductiei magnetice

Disjunctor actionat magnetic

Electromagnet

Ciclul de histerezis

aalb Pagina (

Capitolul N.1: Camp magnetic creat de un conductor rectiliniar

Obiective:

Verificarea campului magnetic a unui conductor rectiliniar prin care trece curent electric

Instrumente de operare:

1 compas magnetic sau o sonda magnetica

1 multimetru digital

aalb Pagina (

Camp magnetic creat de un conductor rectiliniar

Diagrame electrice

Figura 1.1a Figura 1.1b

Lista componentelor

R1 = 22Ohm - 15W – Carcasa de aluminiu

Conductor Rectiliniar Diagrama topografica

Figura 1.2a

Figura 1.2b

Rezultatele obtinute

Figura1.3a Figura1.3b

EXPERIMENT - INSTRUCTIUNI

introduceti Modulul 5 in consola si programati intrerupatorul principal pe functia ON (DESCHIS); conectati un multimetru, programat ca ammetru, intre jack-ul 1 si jack-ul 3 (Figura 1.2-a); tineti butonul de comanda S1 apasat pe intrega perioada a testului; reglati tensiunea +V pentru a putea citi pe ammetru o intensitate a curentului egala cu 0.35A; apropiati un compas magnetic sau o sonda magnetica de conductorul rectiliniar (schimbati partea); observati tendinta liniilor de forta si desenati-le schematic in Figura 1.3-a; eliberati butonul de comanda S1; conectati ammetrul intre jack-ul 2 si jack-ul 3 (Figura 1.2-b); reglati tensiunea -V pentru a putea citi pe ammetru o intensitate a curentului egala cu -0.35A; repetati operatiunile anterioare si desenati schematic liniile de forta din Figura 1.3-b; comparati rezultatele;

INTREBARI

Un conductor rectiliniar prin care trece curent electric genereaza un camp magnetic; liniile de forta a spatiului campului in sine:

simetric fata de conductor

tangent fata de conductor

asimetric fata de conductor

Zona ce resimte efectele prezentei unui material conductor prin care trece curent electric, este definita ca fiind:

Camp electric

Camp magnetic

Camp magneto-electric

Inlaturati toate conexiunile.

Capitolul N.2: Camp magnetic creat de un conductor circular

Obiective:

Verificarea campului magnetic al unui conductor circular prin care trece curent electric

Instrumente de operare:

1 compas magnetic sau sonda magnetica

1 multimetru digital

aalb Pagina (

Figura 2.3a Figura 2.3b

Camp magnetic creat de un conductor circular

Diagrame electrice

Figura 2.1a Figura 2.1b

Lista componentelor R1 = 22Ohm - 15W - Carcasa de aluminiu

Conductor circular Diagrama topografica

Figura 2.2a

Figura 2.2b

Rezultatele obtinute

EXPERIMENT - INSTRUCTIUNI

introduceti Modulul 5 in consola si programati intrerupatorul principal pe functia ON (DESCHIS); conectati un multimetru, programat ca ammetru, intre jack-ul 1 si jack-ul 3 (Figura 2.2-a); tineti butonul de comanda S1 apasat pe intrega perioada a testului; reglati tensiunea +V pentru a putea citi pe ammetru o intensitate a curentului egala cu 0.35A; apropiati un compas magnetic sau o sonda magnetica de conductorul circular (schimbati partea); observati tendinta liniilor de forta si desenati-le schematic in Figura 2.3-a; eliberati butonul de comanda S1; conectati ammetrul intre jack-ul 2 si jack-ul 3 (Figura 2.2-b); reglati tensiunea -V pentru a putea citi pe ammetru o intensitate a curentului egala cu -0.35A; repetati operatiunile anterioare si desenati schematic liniile de forta din Figura 2.3-b; comparati rezultatele; inlaturati toate conexiunile.

INTREBARI

Intr-un conductor, indoit in forma circulara, liniile de forta se plaseaza in spatiul inconjurator:

simetric fata de conductor

tangent fata de conductor

asimetric fata de conductor

Care este numele regulii ce determina directia liiilor de forta ale unui camp magnetic?

Maxwell

Corkscrew

Capitolul N.3: Camp magnetic creat de un solenoid (bobina electrica fara miez feromagnetic)

Obiective:

Verificarea campului magnetic a unui solenoid prin care trece curent electric

Instrumente de operare:

1 compas magnetic sau o sonda magnetica

1 multimetru digital

aalb Pagina (

Camp magnetic generat de un solenoid / o bobina electrica fara miez feromagnetic

Diagrame electrice

Figura 3.1a

Figura 3.1b

Lista componentelor

R1 = 22Ohm - 15W - Carcasa de aluminiu

Solenoid / bobina electrica fara miez feromagnetic

Diagrama topografica

Figura 3.2a

Figura 3.2b

Figura 3.3a Figura 3.3b

Rezultatele obtinute

EXPERIMENT - INSTRUCTIUNI

introduceti Modulul 5 in consola si programati intrerupatorul principal pe functia ON (DESCHIS); conectati un multimetru, programat ca ammetru, intre jack-ul 1 si jack-ul 3 (Figura 3.2-a); tineti butonul de comanda S1 apasat pe intreaga perioada a testului; reglati tensiunea +V pentru a putea citi pe ammetru o intensitate a curentului egala cu 0.35A; apropiati un compas magnetic sau o sonda magnetica de solenoid (schimbati partea); observati tendinta liniilor de forta si desenati-le schematic in Figura 3.3-a; eliberati butonul de comanda S1; conectati ammetrul intre jack-ul 2 si jack-ul 3 (Figura 3.2-b); reglati tensiunea -V pentru a putea citi pe ammetru o intensitate a curentului egala cu -0.35A; repetati operatiunile anterioare si desenati schematic liniile de forta din Figura 3.3-b; comparati rezultatele; inlaturati toate conexiunile.

INTREBARI

Intr-un solenoid campul magnetic generat este uniform:

Afara

In interior

Polul Nord al unui solenoid se indreapta catre acea fateta la care observatorul vede intoarcerea curenta:

In sensul acelor de ceasornic

In sensul invers al acelor de ceasornic

Capitolul N.4: Masurarea inductiei magnetice

Obiective:

Masurarea inductiei magnetice generate de un magnet Verificarea influentei curentului electric asupra inductiei magnetice

Instrumente de operare:

magnet

multimetru digital

aalb Pagina (

Masurarea inductiei magnetice

Lista componentelor R1 = 2.2kOhm - 1/4W - 5%

R2 = 10kOhm - trimer multiturn

R3 = 10kOhm - 1/4W - 5%

R4 = 10kOhm - 1/4W - 5%

R5 = 10kOhm - 1/4W - 5%

R6 = 10kOhm - 1/4W - 5%

R7 = 10kOhm - 1/4W - 5%

R8 = 5kW - trimer multiturn

C1 = 0.33mF - 63 V - Poliester

C2 = 0.1mF - 63V - Poliester

C3 = 2.2mF - 25V - Tantalum

C4 = 0.33mF - 63V - Poliester

C5 = 0.1mF - 63V - Poliester

C6 = 0.1mF - 63V - Poliester

N1 = LM741

Voltmetru digital cu cristale lichide VK1000 - VK1000H

SONDA

UGN3503U (Efectul Hall al sondei liniare)

Date de calcul

1 TESLA = 104 GAUSS

Cererea cantitativa a inductiei magnetice

Camp magnetic terestru = circa 0.0005 T = 5G

Camp al conductorului rectiliniar (1000mA) = circa 0.00025 T = 2.5G

Solenoid fara fier (N = 500 I = 2A) = circa 0.02 T = 200G

Magnet permanent = circa 1 T = 104G

Tabelul 4.2

Tabelul 4.3

Figura 4.2

Diagrama topografica

Figura 4.1

Rezultatele obtinute

B [G] =

I [G] B [G]

EXPERIMENT - INSTRUCTIUNI

introduceti Modulul 5 in consola si programati intrerupatorul principal pe functia ON (DESCHIS);apropiati magnetul perpendicular catre senzor (sonda lui Hall) la o distanta de 0.5 cm, pentru a citi valoarea inductiei magnetice si transcrieti-o in Tabelul 4.2;conectati circuitul din CAPITOLUL 3 asa cum este indicat in Figura 4.1; tineti butonul de comanda S1 apasat pe intreaga perioada a testului;reglati tensiunea +V pentru a putea citi pe ammetru o intensitate a curentului egala cu 0.35A;apropiati sonda lui Hall de solenoid si asezati-o perpendicular pe liniile campului magnetic; cititi valoarea inductiei magnetice si transcrieti-o in Tabelul 4.3; repetati operatiunile anterioare pentru toate valorile intensitatii curentului indicate in Tabelul 4.3 si transcrieti rezultatele; reprezentati grafic inductia magnetica ca o functie a curentului electric (Figura4.2);

INTREBARI

Unitatea de masura a campului magnetic este:

Newton (N) sau Amper-turn (ASP)

Weber (Wb) sau Henry (H)

Tesla (T) sau Gauss (G)

O Tesla este egala cu:

10.000 Gausi

1.000 Gausi

100 Gausi

inlaturati toate conexiunile.

aalb Pagina (

Capitolul N.5: Disjunctor actionat magnetic

Obiective:

Verificarea modului de operare a unui disjunctor actionat magnetic

Instrumente de operare:

multimetru digital

magnet

aalb Pagina (

 

 

Disjunctor actionat magnetic

Diagrame electrice

Figura 5.1

Lista componentelor

Comutator ermetic cu gaz inert

Magnet ermetic cu gaz inert

E = lampa incandescenta - 12V

Diagrama topografica

Figura 5.2

EXPERIMENT - INSTRUCTIUNI

introduceti Modulul 5 in consola si programati intrerupatorul principal pe functia ON (DESCHIS); conectati un multimetru, programat ca voltmetru, intre jack-ul 1 si pamant (Figura 5.2); reglati tensiunea de intrare +V pentru a putea citi pe voltmetru o tensiune de 10V; apropiati incet magnetul de butonul S1, astfel incat sa determinati inchiderea contactului si in consecinta aprinderea lampii indepartati incet magnetul astfel incat sa determinati deschiderea contactului si in consecinta inchiderea lampii; repetati de mai multe ori operatiunile anterioare, reperand distanta minima de apropiere de disjunctor;

   INTREBARI 

Este posibil sa folositi un disjunctor magnetic in cadrul unui circuit cu curent alternativ?

  Da

Nu

Prin apropierea unui magnet de un disjunctor magnetic conectat la un circuit prin care nu trece curent, contactele acestuia se inchid chiar si asa?

  Da

Nu

   LOCALIZAREA DEFECTELOR SI DEPANAREA

Apasati pe butonul INSERT pentru a introduce problema in circuit.  Repetati operatiunile din cadrul sectiunii de EXPERIMENT - INSTRUCTIUNI pentru a afla care este defectiunea ce s-a inserat in circuit.

Care este defectiunea ?

 

E scurt-circuitat

S1 intrerupt

E intrerupt

Circuit nefurnizat

Inlaturati toate conexiunile.

Capitolul N.6: Electromagnet

Obiective: Verificati modul de operare al unui electromagnet

Instrumente de operare:

1 multimetru digital

aalb Pagina (

Electromagnet

Diagrame electrice

Figura 6.1a

Figura 6.1b

Lista componentelor L1 = Electromagnet cu miez de folii de tabla-1000 rotatii-1H-30W

Diagrama topografica

Figura 6.2a

Figura 6.2b

EXPERIMENT - INSTRUCTIUNI

introduceti Modulul 5 in consola si programati intrerupatorul principal pe functia ON (DESCHIS); conectati un multimetru, programat ca ammetru, intre jack-ul 1 si jack-ul 3 (Figura 6.2-a); prin apasarea continua a butonului de comanda S1, regalti tensiunea +V astfel incat sa puteti citi pe ammetru o intensitatea curentului egala cu 0.05A; apropiati jugul circuitului magnetic de miezul electromagnetului: electromagnetul exercita o forta magnetica ce atrage jugul catre miez; eliberati butonul de comanda S1 pentru a inlatura jugul circuitului magnetic de miezul electromagnetului; repetati operatiunile anterioare pentru valori crescute ale curentului, din cand in cand, de 0.05A pana cand se atinge o valoare maxima a curentului egala cu 0.35A; observati variatiile fortei magnetice ca functie a curentului si comentati fenomenul; conectati un multimetru, programat ca ammetru, intre jack-ul 2 si 3 (Figura 6.2-b); repetati operatiunile de la punctele anterioare; inlaturati toate conexiunile.

INTREBARI

Daca un electromagnet este dezenergizat:

Exercita o forta de atractie

Nu exercita nici o forta

Exercita o forta de respingere

In cazul in care curentul ce trece prin bobina unui electromagnet este returnat, forta sa magnetica va fi:

De atractie

De respingere

Capitolul N.7: Ciclu de histerezis

Obiective: Afisarea curbei saturatiei magnetice a miezului unui transformator

Instrumente de operare:

Osciloscop

aalb Pagina (

Ciclul de zisterezis

Diagrame electrice

Figura 7.1a

Figura 7.1b

Lista componentelor

R1 = 150Ohm - 15W

R2 = 330Ohm - 2W

C1 = 3.3mF - 63V/100V - Poliester

T1 = Transformator 20/10V - 2VA

Diagrama topografica

Figura 7.2a

Figura 7.2b

Rezultatele obtinute

Figura 7.3a

Figura 7.3b

EXPERIMENT - INSTRUCTIUNI

introduceti Modulul 5 in consola si programati intrerupatorul principal pe functia ON (DESCHIS);conectati circuitul asa cum este indicat in Figura 7.2-a;programati intrerupatoarele S1 si S2 pe functia OFF (INCHIS); pentru a regla osciloscopul dupa cum urmeaza: CH1 = 5 VOLT/DIV TIMP/DIV = 2ms cupla = AC observati, pe afisajul ecranului osciloscopului, tendinta curentului la capetele rezistentei R1: tensiunea este proportionala cu curentulul de mers in gol nu este absorbita de transformator;aratati in Figura 7.3-a forma undei inregistrate: tendinta curentului de mers in gol nu este sinusoidala ci deformata deoarece este suma unui curent de magnetizare, care creaza un flux in miez, si a unui curent activ, care ia in considerare pierderile pentru curentul de histerezis si pentru curentul parazit din miez; conectati circuitul asa cum este indicat in Figura 7.2-a; programati intrerupatoarele S1 si S2 pe functia ON (DESCHIS);reglati osciloscopul dupa cum urmeaza: CH1 = 5 VOLT/DIV CH2 = 5 VOLT/DIV TIMP/DIV = mode X - Y cupla = AC observati, pe afisajul ecranului osciloscopului, curba de histerezis si desenati-o in Figura 7.3-b;comentati rezultatele;

INTREBARI

Un camp magnetic supus unui fenomen de histerezis magnetic, este strabatut de un flux magnetic:

Mai scazut decat cel de inceput

Mai ridicat decat cel de inceput

Prin cresterea intensitatii unui camp magnetic magnetizarea corpului feromagnetic ce este continut de acesta:

Creste nelimitat

Creste pana cand atinge o limita peste care nu se trece

LOCALIZAREA DEFECTELOR SI DEPANAREA

Apasati pe butonul INSERT pentru a introduce problema in circuit. Repetati operatiunile din cadrul sectiunii de EXPERIMENT - INSTRUCTIUNI pentru a afla care este defectiunea ce s-a inserat in circuit.

Care este defectiunea ?

C1 scurt-circuitat

R1 intrerupt

R2 intrerupt

Circuit nefurnizat

Inlaturati toate conexiunile.

Capitolul N.8: Rezistenta iliniara (VDR)

Obiective: Determinati caracteristica de tensiune si curent a unui bipol iliniar

Elemente: Legea lui Ohm

Instrumente de

Operare:

2 multimetre digitale

aalb Pagina (

Rezistenta iliniara (VDR)

Diagrame Electrice

Lista componentelor

R1 = 1 kOhm - 1/ 4W - 5%

VDR = Rezistenta variabila

Date de calcul Legea lui Ohm R = V / I

Calcularea tensiuni pentru VDR Vvdr = Vcc - Vr1

Calcularea Rezistentei VDR Rvdr = Rtot - R1

Diagrama topografica

Fig. 1.2a

Fig. 1.2b

EXPERIMENT - INSTRUCTIUNI

Marimi electrice

U (V) I (mA) Rtot (Ohm) Rvdr Vvdr

16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Fig. 2.1a

Fig. 2.2b

EXPERIMENTE

introduceti Modulol 5 in consola si programati intrerupatorul principal pe functia ON ( DESCHIS );conectati un multimetru, programat ca amperometru la marimea de 20 mA asa cum este expus in figura (Fig.1.2-a);conectati un multimetru, programat ca volmetru la marimea de 50 Volt asa cum este expus in figura (Fig.1.2-a);regulati tensiunea +V in raport cu valorile expuse in tabela;citire valoarea curentului masurata de miliampermetru si notatilo in tabela;masurati tensiunea care este prezenta la capetele rezistentei R1 asa cum este expus in figura (Fig.1.2-b);Calculare la valoarea de Rtot siVvdr;notati tendinta de la tensiune pentru VDR cand creste la Vcc;reprezentare in Fig.2.1a la caracteristica de tensiune -rezistenta pentru VDR intre polaritati si semnereprezentare in Fig.2.2b la caracteristica de tensiune- curent pentru VDR intre polaritati si semne

INTREBARI

VDR este un component liniar

Da

Nu

Da, dar de o determinata tensiune

La legea lui Ohm se poate aplica la toti bipoli?

Nu

Da, dar de o determinata temperatura

Da

Rezistenta VDR depinde de?

Tensiune

Temperatura

Lumina

© 1996 - 2005 DE LORENZO SRL - Printed in Italy - All right reserved

DE LORENZO SRLV.le Romagna, 20 - 20089 Rozzano (MI) ItalyTel. ++39 02 8254551 - Telefax ++39 02 8255181E-mail: [email protected] site: www.delorenzogroup.com