Praktikum. Grundlagen der Elektrotechnik

Transkript

1 Institut für Elektrische Energiewandlung Praktikum Grundlagen der Elektrotechnik Versuch 4 Magnetische Gleich- und Wechselfeldmessungen MSTERPROTOKOLL Farblegende für das : Blau: in der Durchführung aufgenommene Werte Grün: Lösungen Rot: Punktevergabe

2 4.9 Permanentmagnete im Rückschlussjoch 4.9. Messung der B(H)-Kennlinie eines Ferritmagnets aus Barium-Ferrit (Prüfling : Gruppe ) oder Strontium-Ferrit (Prüfling : Gruppe ) Tabelle 4.9.-: PRÜFLING Teil A Messung im Quadranten IV und I Teil B Messung im Quadranten II und III I / A H / V I / A H / V I / A H / V I / A H / V 0-0,4 4 0,68 0 0,0-4 -0,6 0,5-0,86 3,75 0,607-0,5 0,86-3,75-0,60 0,5-0,56 3,5 0,595-0,5 0,54-3,5-0,589 0,75-0,3 3,5 0,58-0,75 0, -3,5-0,575-0,09 3,0 0,566-0,087-3,0 0,559,5-0,056,75 0,547 -,5 0,05 -,75-0,54,5-0,0,5 0,56 -,5 0,09 -,5-0,5,75 0,064,5 0,50 -,75-0,064 -,5-0,496 0,30,0 0, ,30 -,0-0,468,5 0,407,75 0,445 -,5-0,40 -,75-0,44,5 0,473,5 0,43 -,5-0,46 -,5-0,408,75 0,507,5 0,383 -,75-0,50 -,5-0, ,54,0 0, ,534 -,0-0,345 3,5 0,564 0,75 0,39-3,5-0,558-0,75-0,34 3,5 0,585 0,5 0,87-3,5-0,579-0,5-0,8 3,75 0,603 0,5 0,53-3,75-0,596-0,5-0,48 4 0,68 0 0, -4-0,6 0-0,5 P P P P mpolen

3 Tabelle zu 4.9.-: PRÜFLING Teil A Teil B Messung im Quadranten IV und I Messung im Quadranten II und III I / A H / V I / A H / V I / A H / V I / A H / V 0-0,6 4 0, ,8-4 -0,647 0,5-0,4 3,75 0,644-0,5 0,85-3,75-0,637 0,5-0,084 3,5 0,634-0,5 0,4-3,5-0,66 0,75-0,037 3,5 0,6-0,75 0,093-3,5-0,64 0,069 3,0 0, ,079-3,0-0,60,5 0,9,75 0,583 -,5-0,85 -,75-0,586,5 0,379,5 0,576 -,5-0,370 -,5-0,569,75 0,44,5 0,555 -,75-0,433 -,5-0,549 0,489,0 0, ,48 -,0-0,55,5 0,56,75 0,503 -,5-0,59 -,75-0,495,5 0,558,5 0,468 -,5-0,548 -,5-0,46,75 0,579,5 0,430 -,75-0,57 -,5-0,43 3 0,597,0 0, ,59 -,0-0,387 3,5 0,64 0,75 0,354-3,5-0,607-0,75-0,346 3,5 0,630 0,5 0,307-3,5-0,6-0,5-0,306 3,75 0,64 0,5 0,7-3,75-0,636-0,5-0,63 4 0, ,8-4 -0, , (P) (P) (P) (P) mpolen 3

4 4.9. Auswertung Skizze Versuchsaufbau: Anschlüsse Spule Prüfling Hallsonde Polschuh Gleichstromquelle rot rot A blau rot blau blau V Hallspannung Verwendete Geräte: Magnetisierjoch Gleichstromquelle PS-405-D digitales Strommessgerät Hallsonde digitales Spannungsmessgerät Gruppe : Prüfling (Barium-Ferrit, d a = 30 mm, h M = 9mm, = 4800 kg/m 3 ) Gruppe : Prüfling (Strontium-Ferrit, d a = 40 mm, h M = 7mm, = 5000 kg/m 3 ) P a) Berechnen Sie die magnetische Feldstärke H aus den eingestellten Strömen und tragen Sie die Werte in die Tabellen 4.9. und 4.9. ein. Nc I H hm Prüfling: N C = 84, h M = 9mm = 0,009m Prüfling: N C = 84, h M = 7mm = 0,007m H 87, ITabelle ka / m P H 40, 6 I ka / m (P) Tabelle b) Berechnen Sie die magnetische Induktion B aus den gemessen Spannungen H und tragen Sie die Werte in die Tabellen 4.9. und 4.9. ein. H V,35T, da H B ist. 4

5 Es ist eine lineare Abhängigkeit zwischen H und B gegeben: HTabelle B V HTabelle B,35T P,35 T V PRÜFLING : Tabelle Messung im Quadranten IV und I I / A H / H / ka/m H / V B / T I / A ka/m H / V B / T 0 0,00-0,4-0, ,44 0,68 0,83 0,5 46,78-0,86-0,5 3,75 70,67 0,607 0,8 0,5 93,56-0,56-0, 3,5 654,89 0,595 0,80 0,75 40,33-0,3-0,7 3,5 608, 0,58 0,78 87, -0,09-0, 3,0 56,33 0,566 0,76,5 33,89-0,056-0,08,75 54,56 0,547 0,74,5 80,67-0,0-0,03,5 467,78 0,56 0,7,75 37,44 0,064 0,09,5 4,00 0,50 0,68 374, 0,30 0,4,0 374, 0,475 0,64,5 4,00 0,407 0,55,75 37,44 0,445 0,60,5 467,78 0,473 0,64,5 80,67 0,43 0,56,75 54,56 0,507 0,68,5 33,89 0,383 0,5 3 56,33 0,54 0,73,0 87, 0,35 0,47 3,5 608, 0,564 0,76 0,75 40,33 0,39 0,43 3,5 654,89 0,585 0,79 0,5 93,56 0,87 0,39 3,75 70,67 0,603 0,8 0,5 46,78 0,53 0, ,44 0,68 0,83 0 0,00 0, 0,30 P P P P Tabelle Messung im Quadranten II und III I / A H / H / ka/m H / V B / T I / A ka/m H / V B / T 0 0,00 0,0 0, ,44-0,6-0,83-0,5-46,78 0,86 0,5-3,75-70,67-0,60-0,8-0,5-93,56 0,54 0, -3,5-654,89-0,589-0,80-0,75-40,33 0, 0,6-3,5-608, -0,575-0, , 0,087 0, -3,0-56,33-0,559-0,75 -,5-33,89 0,05 0,07 -,75-54,56-0,54-0,73 -,5-80,67 0,09 0,03 -,5-467,78-0,5-0,70 -,75-37,44-0,064-0,09 -,5-4,00-0,496-0, , -0,30-0,4 -,0-374, -0,468-0,63 -,5-4,00-0,40-0,54 -,75-37,44-0,44-0,59 -,5-467,78-0,46-0,6 -,5-80,67-0,408-0,55 5

6 Fortsetzung Tabelle Messung im Quadranten II und III I / A H / H / ka/m H / V B / T I / A ka/m H / V B / T -,75-54,56-0,50-0,68 -,5-33,89-0,377-0, ,33-0,534-0,7 -,0-87, -0,345-0,47-3,5-608, -0,558-0,75-0,75-40,33-0,34-0,4-3,5-654,89-0,579-0,78-0,5-93,56-0,8-0,38-3,75-70,67-0,596-0,80-0,5-46,78-0,48-0, ,44-0,6-0,83 0 0,00-0,5-0,9 P P P P PRÜFLING : Tabelle Messung im Quadranten IV und I I / A H / H / ka/m H / V B / T I / A ka/m H / V B / T 0 0,00-0,6-0, 4 96,9 0,654 0,88 0,5 60,4-0,4-0,7 3,75 90,4 0,644 0,87 0,5 0,9-0,084-0, 3,5 84,00 0,634 0,86 0,75 80,43-0,037-0,05 3,5 78,86 0,6 0,84 40,57 0,069 0,09 3,0 7,7 0,608 0,8,5 300,7 0,9 0,39,75 66,57 0,583 0,79,5 360,86 0,379 0,5,5 60,43 0,576 0,78,75 4,00 0,44 0,60,5 54,9 0,555 0,75 48,4 0,489 0,66,0 48,4 0,53 0,7,5 54,9 0,56 0,7,75 4,00 0,503 0,68,5 60,43 0,558 0,75,5 360,86 0,468 0,63,75 66,57 0,579 0,78,5 300,7 0,430 0,58 3 7,7 0,597 0,8,0 40,57 0,393 0,53 3,5 78,86 0,64 0,83 0,75 80,43 0,354 0,48 3,5 84,00 0,630 0,85 0,5 0,9 0,307 0,4 3,75 90,4 0,64 0,87 0,5 60,4 0,7 0, ,9 0,654 0,88 0 0,00 0,8 0,3 (P) (P) (P) (P) Tabelle Messung im Quadranten II und III I / A H / H / ka/m H / V B / T I / A ka/m H / V B / T -0 0,00 0,8 0, ,9-0,647-0,87-0,5-60,4 0,85 0,5-3,75-90,4-0,637-0,86-0,5-0,9 0,4 0,9-3,5-84,00-0,66-0,85-0,75-80,43 0,093 0,3-3,5-78,86-0,64-0,83 6

7 Fortsetzung Tabelle Messung im Quadranten II und III I / A H / H / ka/m H / V B / T I / A ka/m H / V B / T - -40,57-0,079-0, -3,0-7,7-0,60-0,8 -,5-300,7-0,85-0,38 -,75-66,57-0,586-0,79 -,5-360,86-0,370-0,50 -,5-60,43-0,569-0,77 -,75-4,00-0,433-0,58 -,5-54,9-0,549-0, ,4-0,48-0,65 -,0-48,4-0,55-0,7 -,5-54,9-0,59-0,70 -,75-4,00-0,495-0,67 -,5-60,43-0,548-0,74 -,5-360,86-0,46-0,6 -,75-66,57-0,57-0,77 -,5-300,7-0,43-0, ,7-0,59-0,80 -,0-40,57-0,387-0,5-3,5-78,86-0,607-0,8-0,75-80,43-0,346-0,47-3,5-84,00-0,6-0,84-0,5-0,9-0,306-0,4-3,75-90,4-0,636-0,86-0,5-60,4-0,63-0, ,9-0,647-0,87 0 0,00-0, -0,30 (P) (P) (P) (P) c) Zeichnen Sie die B(H)-Kennlinie in ein Diagramm. Verwenden Sie dabei Millimeterpapier (DIN A4). Markieren Sie im Diagramm die Remanenz B r und die Koerzitivfeldstärke H C und tragen Sie die gemessenen Werte in Tabelle ein. PRÜFLING : siehe Graph PRÜFLING : siehe Graph Punkteverteilung auf die Graphen und (ebenfalls auf Graphen vermerkt): Vollständige Achsenbeschriftungen P Messpunkte eingezeichnet P Messpunkte verbunden (Kurve eingezeichnet) P Kurvenlineal verwendet P Remanenzflussdichten und Koerzitivfeldstärken eingezeichnet P PRÜFLING Tabelle Positive x- Achse Negative x- Achse Positive y- Achse Negative y- Achse B R / T - - 0,3 P -0,9 P H C / ka/m 300 P -90 P - - PRÜFLING Tabelle Positive x- Negative x- Achse Achse 7 Positive y- Achse Negative y- Achse B R / T - - 0,3 (P) -0,7 (P) H C / ka/m 0 (P) -5 (P) - -

8 d) Ermitteln Sie die maximale Induktion aus der B(H)-Kennlinie. PRÜFLING : PRÜFLING : B max 0, 83T P B max 0, 88 T (P) 4.0 FARADAY sche Scheibe als Wirbelstrombremse Skizze Versuchsaufbau: Drehzahlmesser mrichterfernsteuerung Gleichstromquelle Drehzahlregler mrichter Hauptschalter Ein Erregerspule Aus V A 0 Kohlebürsten Motor Lichtschranke Faraday sche Scheibe Verwendete Geräte: Drehzahlmesser Gleichstromquelle PS-30A mrichterfernsteuerung mrichter Hauptschalter Asynchronmotor FARADAY sche Scheibe Erregerspule 4.0. Messung der i (n)-kennlinie P Durchführung Messwerttabelle zu Versuchsstand V4.: n / min i / mv 0 5,5 3 7,7 3,6 35,0 38, 40,6 43,4 45, 46,3 P 8

9 Messwerttabelle zu Versuchsstand V4.: n / min i / mv 0 6,7 47,5 6, 7,8 83,6 93,3 0,3 08,3 6,5 9, Auswertung a) Zeichnen Sie die i (n)-kennlinie in ein Diagramm. Verwenden Sie dazu Millimeterpapier (DIN A4) und folgende Maßstäbe: min n: n 50 cm mv i : 0 cm V4.:Graph 3 V4.:Graph 4 Punkteverteilung auf die Graphen 3 und 4 (ebenfalls auf Graphen vermerkt): Vollständige Achsenbeschriftungen P Messpunkte eingezeichnet 0,5P Messpunkte verbunden (Kurve eingezeichnet) P Kurvenlineal verwendet 0,5P 4.0. Messung der i (I f )-Kennlinie bei konstanter Drehzahl n = 000 min Durchführung Messwerttabelle zu V4.: I f / A 0 0, 0, 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 i / mv 5, 8,0,0 4,5 0,6 4,8 9,0 36,6 4,0 50,0 60,4 P Messwerttabelle zu V4.: I f / A 0 0, 0, 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 i / mv 3,0,4 30,5 4,5 49,3 58, 70,4 8,4 94,5 09,8 7,0 (P) Auswertung a) Zeichnen Sie die i (I f )-Kennlinie in ein Diagramm. Verwenden Sie dazu Millimeterpapier (DIN A4). Verwenden Sie folgende Maßstäbe: A I f : I 0,05 cm mv i : 0 cm (P) 9

10 V4.:Graph 5 V4.:Graph 6 Punkteverteilung auf die Graphen 5 und 6 (ebenfalls auf Graphen vermerkt): Vollständige Achsenbeschriftungen P Messpunkte eingezeichnet 0,5P Messpunkte verbunden (Kurve eingezeichnet) P Kurvenlineal verwendet 0,5P 4. Hysteresis-Kennlinien und mmagnetisierungsverluste in einem Schnittbandkern Skizze Versuchsaufbau: 75Wdg. 75Wdg. Funktionsgenerator Verstärker Schnittbandkern Integrierglied Oszilloskop V R = 00k Drucker V C=µF R =,7 x-achse Ch y-achse Ch Verwendete Geräte: Funktionsgenerator FG 00 Widerstand R =,7 (50W) Verstärker Schnittbandkern Spulen mit je 75 Windungen Oszilloskop TDS 00 Drucker 4.. Oszillographieren der Hysteresis-Schleifen für verschiedene Frequenzen P Messwerttabelle: f soll / Hz f abgelesen / Hz , 70,3 90, 0,5 60, 90 00, P sek,berechnet / V 6 0,5 3, sek,gemessen / V 6,03 0,53 3, ,06 57,06 59,97 P prim,gemessen / V 0,67 0,667 0,680 0,709 0,735 0,770 0,88 0,864 0,870 P I prim = prim /R / A 0,9 0,47 0,5 0,63 0,7 0,85 0,307 0,30 0,3 P 0

11 4.. Auswertung: a) Ermitteln Sie die maximalen Induktionen B max und maximalen Feldsärken H max für jeden Messpunkt aus den Hysteresis-Schleifen und tragen Sie die Werte in die Tabelle 4..- und in die Oszillogrammausdrucke ein. Problem: Ermittlung der Maßstäbe für H max und B max aus den ausgedruckten Hystereseschleifen, da Spannungen übereinander aufgetragen sind, bzw. ihr Phasenversatz (XY-Darstellung, auch bekannt als Lissajousfigur). Ansatz: Bild 4.- als Grundlage. 75Wdg. 75Wdg. Funktionsgenerator Verstärker Schnittbandkern Integrierglied Oszilloskop V R = 00k Drucker V C=µF R =,7 x-achse Ch y-achse Ch ) Auf der Abszisse (x-achse) wird in den Hystersekurven die Spannung, die über R =,7 anliegt, angezeigt (CH). Diese Spannung entspricht einer Feldstärke H: H ds NC IPr im H l m I CH Pr im R [ CH] = 500 mv /Div P P P ( Div bedeutet Division, also Abschnitt) mv P P N C CH H Div 36, 9 l R 0,376m,7 m A m Div (d.h., dass 500mV auf der Abszisse 36,9 A/m entsprechen) ) Auf der Ordinate (y-achse) wird in den Hystersekurven die Spannung über dem Kondensator C angezeigt (CH). Diese Spannung entspricht einer Flussdichte B. Allerdings muss noch der Ohm sch-kapazitive Spannungsteiler berücksichtigt werden: Spannungsteiler: CH Sek P R C C R (z.b. Ausrechnen für f = 0Hz) C

12 C trägt in der Summe mit R wenig bei; im Nenner vernachlässigbar. (falls Vernachlässigung nicht vorgenommen, KEIN PNKTABZG!) R CH CH Sek Sek C Weiterhin ist aus der Vorbereitung 4..4 bekannt: i Sek N C B A B CH N P R C A C 00 mv Div k F m P 0,96 T Div Beide Maßstäbe sind frequenzunabhängig und daher für jeden Plot gültig. H max und B max sind jetzt aus den Plots ablesbar (Siehe Graph 7 bis 5). Die Skalierung ist linear. Die Werte sind in Tabelle 4.. abgelegt. Punkteverteilung auf die Graphen 7 bis 5: Auf jedem Graph H max und B max eingezeichnet P Werte von H max und B max an jeden Graph geschrieben P Auf jedem Graph H Div und B Div angegeben P Raster eingezeichnet (feineres Raster ergibt mehr Punkte, weil genauer) 4P b) Aus den Flächen der Hysteresis-Schleifen sind die mmagnetisierungsverluste zu ermitteln und in Abhängigkeit von der Frequenz graphisch auf ein Millimeterpapier (DIN A4) darzustellen. Verwenden Sie folgende Maßstäbe: 3 W/dm p Hys : P 5 cm W P Hys : P cm Hz f: f 0 cm Planimetrieren Sie dazu die Flächen A Hys innerhalb der Hysteresis-Schleifen und tragen sie die ermittelten Werte in die Messwerttabelle ein. Berechnen Sie daraus die mmagnetisierungsverlustdichte p Hys und die mmagnetisierungsverluste P Hys. Tragen Sie die Werte ebenfalls in Tabelle 4..- ein. Tragen Sie generell die Maßstabsfaktoren in die Diagramme mit ein! Lösung: Die verlustdichtebezogene Fläche A Hysterese (in cm!) lässt sich durch Abzählen der Divisions- bzw. nterdivisions (genauere Werte ) und der entsprechenden mrechnung ( Division entspricht,7x,7 =,89 cm ) bestimmen (siehe Graph 7 bis 5; Werte in Tabelle 4..).

13 Die Leistungsdichte p Hys berechnet sich mit folgender Formel: p Hys AHys Ws H Div BDiv Div Div f 3, 779,89cm cm m 3 A P Hys f Die Verlustleistung geht aus Multiplikation der Leistungsdichte mit dem Eisenvolumen hervor: P Hys p Hys V Fe p Hys l m A p Hys ,376 m 9 0 m phys 3,384 0 m P Ergebnisse in Tabelle Tabelle 4..- f soll / Hz B max / T,036,006,0,030,006,0,08,036,07 H max / A/m 78,40 78,4 80,3 8, 83,9 85, 90,0 9,3 94,8 A Hy / cm,6 8,6 3 7,9 3, 33,5 4 4, 43,8 p Fe / W/dm 3 0,95,46 3,9 7,38 0,9 5,9 4,79 30,3 33, P Fe / W 0,3 0,8,3,5 3,7 5, 8,4 0,, Jede Reihe P Hinweis: H CB ist vom Betrag kleiner als -H CB, d.h. die Hysteresekurven sind alle Richtung Quadrant und 3 verschoben. Die in Tabelle 4..- angegebenen maximalen Feldstärken H max sind arithmetische Mittelwerte aus +H max und -H max : 0,5 ( H max + -H max ) = H max Punkteverteilung auf den Graphen 6 (ebenfalls auf Graph vermerkt): Vollständige Achsenbeschriftungen P Zwei Y-Achsen eingezeichnet P Messpunkte eingezeichnet P Messpunkte verbunden P Maßstäbe Legende, bzw. Kurvenbeschriftung P Kurvenlineal verwendet P 3

14 4

15 5

16 Praktikum Grundlagen der Elektrotechnik Versuch 4 6

17 Praktikum Grundlagen der Elektrotechnik Versuch 4 7

18 Praktikum Grundlagen der Elektrotechnik Versuch 4 8

19 Praktikum Grundlagen der Elektrotechnik Versuch 4 9

20 0

21

22

23 3

24 4

25 5

26 6

27 7

28 8

29 4. Variable Gegeninduktivitäten, Kopplung, Streuziffer, Ruhinduktion Verwendete Spulen: Zylinderspule : l = 300 mm, d = 43,5 mm, N = 800 Zylinderspule : l = 00 mm, d = 7,8 mm, N = 00, d Draht = 0,5 mm 4.. Messung der Leerlaufspannung i,34, bei variablem Abstand x P Verwendete Geräte: Funktionsgenerator FG 00 Verstärker AC-Volt- und Amperemeter Frequenzzähler zwei Zylinderspulen P Aufbau: FG 00 Verstärker I A 3 AC Frequenzzähler jx jx u i,34 V Spule Spule Bild 4.-: Schaltung zur Bestimmung der Gegeninduktivität M Versuchsdurchführung: M 4 Wir bauen den Versuch wie im Skript beschrieben auf, stellen den FG 00 auf Sinussignal ein und erhöhen die Amplitude solange, bis sich ein Strom von I = 300 ma einstellt. Nun messen wir die induzierte Spannung i,34 in Abhängigkeit des Weges x. Frequenz = 000 Hz x / mm I / ma i,34 / V M mess / mh M rech / mh ,9 4,9 5, ,48 3,99 4, ,75 3,58 4, ,38,3, ,4,8, ,59 0,3 0 P P P P 9

30 Auswertung: ) Berechnen Sie die aus den Messwerten die Gegeninduktivität und vergleichen Sie die mit dem theoretischen Wert unter Vernachlässigung der Streuung. Bestimmung der Gegeninduktivitäten aus den Messwerten mit folgender Formel: M mess i i,34 I khz 300mA Bestimmung der theoretischen Werte unter Vernachlässigung der Streuung mit folgender Formel: A x M rech 0 N N l l Der große nterschied zwischen theoretischem und gemessenem Wert lässt sich durch die große Streuung im Luftspalt zwischen den beiden Spulen erklären. P ) Zeichnen Sie den Verlauf von i,34 = f(x) in ein Diagramm. P i,34 / V Gegeninduktivitäten: Leerlaufspannung bei variablem Weg Achsenbeschriftung. P Kurvenverlauf: Messung P Induzierte Spannung x / mm Bild 4.-a: Induzierte Leerlaufspannung bei variablem Abstand 30

31 4.. Messung der Spuleninduktivität L SP 4... Bestimmung der Leerlaufinduktivität L SP0 (Spule offen) Verwendete Geräte: Funktionsgenerator FG 00 Verstärker AC-Volt- und Amperemeter Frequenzzähler zwei Zylinderspulen Aufbau: P FG 00 Verstärker I 0, A 3 AC Frequenzzähler V u 0, jx jx Spule Spule M 4 Bild 4.-: Schaltung zur Bestimmung der Leerlaufinduktivität L sp0 Versuchsdurchführung: Wir bauen den Versuch wie im Skript beschrieben auf, stellen den FG 00 auf Sinussignal ein, den Effektivwert der Eingangsspannung auf 0, = 0 V ein. Zu messen sind der Strom I 0, und die Spannung 0, an der Spule in Abhängigkeit der Frequenz. Auswertung: f soll / Hz f ist / Hz 0, / V I 0, / ma Z sp0 / L sp0 / mh ,0 94 5,59 5, , ,669 5, ,0 5 96,077 5, , ,6 P P ) Berechnen Sie die Impedanz Z sp0 aus den gemessenen Werten und die Spuleninduktivität L SP0. Berechnung der Impedanz Z sp0 aus den gemessenen Werten: Z sp 0 I 0, 0, 3

32 Durch mformung der Formel Z sp0 RSP LSP 0 mit R sp =9,67 erhält man die Formel für die Spuleninduktivität L sp0 : L SP0 Z sp0 R SP 4... Bestimmung der Kurzschlussinduktivität L Spks (Spule kurzgeschlossen) Aufbau: FG 00 Verstärker I k, A 3 AC Frequenzzähler V u k, jx jx Spule Spule M 4 Bild 4.-a: Schaltung zur Bestimmung der Kurzschlußinduktivität L spks Versuchsdurchführung: Alles ist analog zu dem Versuch davor, aber die Sekundärspule befindet sich nun im Kurzschluss. f soll / Hz f ist / Hz k, / V I k, / ma Z spks / L spks / mh ,9 3, , ,, , ,75 0, , ,,38 P P Auswertung: ) Berechnen Sie die Impedanz Z spks aus den gemessenen Werten und die Spuleninduktivität L SPks. Z Spks k, Spk ; LSp ks I k, Z RSp mit R Sp =9,67 3

33 4...3 Bestimmung des Streufaktors Auswertung: ) Berechnen Sie die Streuziffer Mit der Formel LSP Ks LSP 0 und den Ergebnissen von den Teilaufgaben 4... und 4... wird der Streufaktor berechnet und in die Tabelle eingetragen. LSP Ks L SP0 3,3 5,8 0,876,46 5,80 0,754 0,9 5,47 0,705,38 7,6 0,645 P 4..3 Messung der Spuleninduktivität L SP0 (Spule offen) Verwendete Geräte: Funktionsgenerator FG 00 Verstärker AC-Volt- und Amperemeter Frequenzzähler zwei Zylinderspulen Aufbau: FG 00 Verstärker I 0,34 A 3 P AC Frequenzzähler V u 0,34 jx jx Spule Spule Bild 4.-3: Schaltung zur Bestimmung der Leerlaufinduktivität L sp0 4 M 33

34 Versuchsdurchführung: Wir bauen den Versuch wie im Skript beschrieben auf, stellen den FG 00 auf Sinussignal und den Effektivwert der Eingangsspannung auf 0,34 = 5 V ein. Zu messen sind der Strom I 0,34 und die Spannung 0,34 bei Spule in Abhängigkeit der Frequenz. f soll / Hz f ist / Hz 0,34 / V I 0,34 / ma Z sp0 / L sp0 / mh ,06 3, ,0 89 6,5 3, , ,57 4,7 P P Auswertung: ) Berechnen Sie die Impedanz Z sp0 aus den gemessenen Werten und die Spuleninduktivität L SP0. 0,34 Sp0 Z Sp 0 ; LSp0 I0,34 Z RSp mit R Sp = 8,59 ) Berechnen Sie die Streuziffer Mit den Ergebnissen von 4.., 4... und 4..3 berechnen wir die Streuziffer für khz. M L SP 0 L SP Vergleichen der Ergebnisse M / mh L sp0 / mh L sp0 / mh 4,9 5,8 3,97 0,7 P Vergleichen sie die Ergebnisse für den Streufaktor aus und 4..3 für khz. 0,754 0,7 P Die gemessene Streuziffer (4 Messgrößen) ist größer als gemessene Streuziffer (6 Messgrößen). Die ca. 7 % Abweichung kommt von Messungsungenauigkeiten. Beide Wege der Streuziffer-Bestimmung sollen zum derselben Ergebnis führen. P 34