Jump to content
radio.elektronik

Изменение индуктивности катушки, чужим магнитным полем . Эксперимент.

Recommended Posts

1. Подготовка опыта.

Для опыта по исследованию изменения индуктивности катушки внешним (чужим) полем подготовим:
1. Катушка намотанная проводом 0,8 мм.
2. Сердечник – болт с резьбой М16, длинной 15 см.
3. Неодимовый постоянный магнит.

i-1350.jpg

 

Рис. 1. Подготовка к опыту с изменением индуктивности катушки внешним полем постоянного магнита.

2. Измерения индуктивности прибором MY6243.

Сопротивление катушки вместе с измерительным резистором 0,1 Ом равно 3,49 Ом. Диаметр моточного провода катушки 0,8 мм.
Первый опыт проведём с катушкой без сердечника.
Сначала измерим индуктивность катушки без сердечника прибором MY6243

 

i-1351.jpg

 

Рис. 2. Измерение индуктивности катушки без сердечника прибором MY6243. Индуктивность катушки без сердечника 6,70 mH.

3. Метод измерения индуктивности при помощи экспоненциального переходного процесса.

Далее, измерим индуктивность катушки при помощи экспоненциального переходного процесса. Для измерения и фиксации переходного процесса применим следующую схему:

i-1352.jpg

 

Рис. 3. Схема для записи в осциллограф процесса релаксации катушки с током. Осциллограф Rigol DS 1102 E.


Когда замыкается тумблер SA1 происходит переходной процесс в цепи катушки L1. По затуханию экспоненты можно вычислить индуктивность катушки. L1.
Тумблер SA1 замыкает блок питания GSV 1200, у которого есть защита от короткого замыкания, и он отключается.
Последовательность действий при измерении:

1. Сначала катушка обесточена.
2. Тумблером SA1 подаём на катушку напряжение 15,87 Вольт. Всё закреплено и ничего не двигается. Включаем осциллограф в ждущем режиме на приём сигнала. Это начальное состояние. Через катушку проходит максимальный ток I max = 4,67 Ампера.
5.Тумблером SA1, замыкаем источник питания и запускаем переходной процесс в катушке. Получаем экспоненту. По затуханию экспоненты определяем индуктивность катушки.
6. Снимаем информацию с осциллографа на накопитель памяти. после этого, файлы могут быть просмотрены и обработаны на компьютере.

Осциллограф создаёт файл с расширением BMP, который является изображением экрана осциллографа в момент измерения.

i-1353.jpg

 

Рис. 4. Изображение экрана осциллографа из файла с расширением BMP.

Осциллограф создаёт файл с расширением CSV. Этот файл предназначен для построения таблицы данных, разделённых запятыми.
Файл CSV загружаем в компьютер, после чего, можем проводить обработку числовых данных

i-1354.jpg

Рис. 5. Отображение опытных данных из файла CSV для 1-го канала, которые соответствуют измерению электрического тока.

Для того, чтобы найти коэффициент затухания экспоненты, следует значения тока прологарифмировать в натуральных логарифмах по следующей формуле:

i-1355.jpg

Получим график Ln(I) на рисунке 5.

i-1356.jpg

Рис. 6. Значения тока катушки без сердечника в полулогарифмическом масштабе. Точками голубого цвета построена мат. модель, в виде прямой.

Уравнение прямой имеет вид:

i-1357.jpg

L=3,49 / 440 = 7,93 mH. (1,5)

Небольшая разница есть, при сравнении с данными измерителя индуктивности MY6243.


4. Методика опыта по изменению индуктивности внешним магнитным полем.

Опыт будем проводить по следующему плану:
1. Сначала катушка обесточена. В ней закреплён сердечник, чтобы не двигался в момент включения.
2. Закрепляем неодимовый магнит на сердечнике в определённой полярности.
4. Тумблером SA1 подаём ток на катушку 4,67 Ампера при напряжении 15,87 Вольт. Всё закреплено и ничего не двигается. Включаем осциллограф в ждущем режиме на приём сигнала. Это начальное состояние. Здесь есть и максимальный ток в катушке, здесь и сердечник соединён с магнитом.
5.Тумблером SA1 запускаем переходной процесс в катушке. Получаем экспоненту. По затуханию экспоненты определяем индуктивность всей системы.
6. Снимаем информацию с осциллографа на накопитель памяти. после этого, файлы могут быть просмотрены и обработаны на компьютере.


5. Катушка с сердечником без магнита.

Сразу представим результаты опыта, уравнение прямой и полученную индуктивность:

i-1358.jpg

Рис. 7. Значения тока катушки с сердечником, без неодиомового магнита, в полулогарифмическом масштабе. Белыми точками построена мат. модель, в виде прямой.


Ln(I) = -97*t + Ln(3,7) (1,6)

L = 35,98 mH. (1,7)

Если измерить индуктивность катушки с сердечником прибором MY6243, то он покажет другое значение. См. рис. 8.

i-1359.jpg

 

Рис. 8. Измерение индуктивности катушки с сердечником. Прибор ошибается, и тому виной могут быть токи Фуко.

6. Катушка с сердечником с магнитом. Вариант 1.

Расположим катушку, сердечник и магнит следующим образом, как показано на рис. 9. , и хорошо закрепим, чтобы не было механического движения при измерении.
На катушке магнитные полюса отмечены изолентой. Красный цвет соответствует южному полюсу, белый – северному. Аналогично, соответственными цветами отмечены полюса постоянного магнита
 

i-1360.jpg

Рис. 9. Катушка с сердечником с магнитом. Первый вариант расположения полюсов катушки и магнита.

Сразу представим результаты опыта, уравнение прямой и полученную индуктивность:

i-1361.jpg

Рис. 10. Значения тока катушки с сердечником, с неодимовым магнитом, вариант 1, в полулогарифмическом масштабе. Зелёными точками построена мат. модель, в виде прямой.

Ln(I) = -97*t + Ln(4,0) (1,6)

L = 35,98 mH. (1,7)

Индуктивность не изменилась, и она такая же, как у катушки с сердечником без магнита.

7. Катушка с сердечником с магнитом. Вариант 2.

Расположим катушку, сердечник и магнит следующим образом, как показано на рис. 11. , и хорошо закрепим, чтобы не было механического движения при измерении.

i-1362.jpg

 

Рис. 11. Катушка с сердечником с магнитом. Второй вариант расположения полюсов катушки и магнита.

Сразу представим результаты опыта, уравнение прямой и полученную индуктивность:

i-1363.jpg

Рис. 12. Значения тока катушки с сердечником, с неодимовым магнитом, вариант 2, в полулогарифмическом масштабе. Синими точками построена мат. модель, в виде прямой.

Ln(I) = -180*t + Ln(3,7) (1,6)

L = 19,388 mH. (1,7)

Индуктивность уменьшилась, благодаря полю постоянного магнита, при единственном варианте расположения полюсов магнита и катушки.

Сделаем ещё два измерения прибором MY6243.

i-1364.jpg

Рис. 13.

i-1365.jpg

Рис. 14.

Выводы:

Индуктивность катушки с сердечником изменяется (уменьшается) только в одном случае, если полюс болта и полюс магнита противоположны. Индуктивность катушки в этом случае убывает ( в моём опыте - приблизительно в 2 раза).
В другом случае, магнит не изменяет индуктивность катушки с сердечником.
Это как-то можно объяснить?
Современная электроника предлагает измерять индуктивность прибором MY6243, но этот прибор не создаёт магнитных полюсов в катушке и в сердечнике, при этом невозможно увидеть в каком варианте уменьшается индуктивность.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Приглашаем на вебинар «Инновационные технологии Analog Devices в области управления питанием» (11.08.2021)

В программе вебинара технология Silent Switcher® - сочетание высокого КПД и сверхмалого уровня ЭМИ, технология uModule® - высокоинтегрированные решения для источников питания, микро- и нанопотребляющие DC/DC-преобразователи, решения для резервного питания, цифровое управление системой питания (PSM), безоптронные изолированные обратноходовые преобразователи. В практической части вебинара будут продемонстрированы примеры работы с инструментами Analog Devices для проектирования источников питания.
Подробнее

Не понял, почему "матмодель" прямая, в то время как процесс - экспонента?


Если забанить всех, кто набрался смелости думать независимо, здорово будет на форуме - как на кладбище: тишина, птички поют...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Концевые микропереключатели KLS – простая и надежная коммутация по оптимальной цене

На складе Компэл широко представлены нажимные переключатели от KLS в стандартных и миниатюрных корпусах с различными типами актуаторов. Микропереключатели серий KLS7-KW10 и KLS7-KW4-3Z соответствуют строгим стандартам электрической безопасности и эффективности, что гарантирует надежную коммутацию цепей управления.

Подробнее

On 5/23/2020 at 1:56 AM, radio.elektronik said:

чтобы найти коэффициент затухания экспоненты, следует значения тока прологарифмировать в натуральных логарифмах по следующей

может так?


Настоящему коту и в декабре март!

Share this post


Link to post
Share on other sites

Датчики STMicroelectronics – новые возможности систем умного дома ST

Согласно прогнозам аналитиков, в ближайшие пару лет будет наблюдаться заметный рост рынка датчиков движения и положения для умного дома. Компания STMicroelectronics предлагает одну из самых широких линеек MEMS-датчиков, включая акселерометры, гироскопы, цифровые компасы, модули IMU, микрофоны и датчики параметров окружающей среды. Рассмотрим применение датчиков и тенденции их развития.
Подробнее

1 час назад, ARV сказал:

Не понял, почему "матмодель" прямая, в то время как процесс - экспонента?

Натуральный логарифм от этой "экспоненты" - есть прямая.

1 час назад, TIMIK74 сказал:

toni-stark_31155440_orig_.jpeg

У болта кстати, есть ещё "головка болта". К этой головке болта и прикреплялся неодим.

1 час назад, ARV сказал:

Не понял, почему "матмодель" прямая, в то время как процесс - экспонента?

Сделайте математические преобразования, чтобы найти постоянную времени T.

Коэффициент затухания равен  k =   - 1/T

Информация здесь:

206.png

 

Страница из книги С. Г. Калашникова "Электричество".

 

 

Edited by radio.elektronik

Share this post


Link to post
Share on other sites
25 минут назад, TIMIK74 сказал:

и не несите бред, как была ересь, так и прет...

У болта образуются полюса при протекании тока в катушке. Возможно, Вы не читали тему...

Share this post


Link to post
Share on other sites

@radio.elektronik

Только что, radio.elektronik сказал:

У болта образуются

у болта НИЧЕГО не образуется!

полюса есть у магнита! 

Share this post


Link to post
Share on other sites
5 минут назад, TIMIK74 сказал:

у болта НИЧЕГО не образуется!

полюса есть у магнита! 

Значит надо говорить полюс катушки с током ?

https://www.yaklass.ru/p/fizika/8-klass/elektromagnitnye-iavleniia-18851/elektromagnity-i-ikh-primenenie-230017/re-774d6afa-78c6-4f74-a1f5-f78693bb661c

Edited by radio.elektronik

Share this post


Link to post
Share on other sites
7 минут назад, TIMIK74 сказал:

у электромагнита! ни каких !полюсов у болта!

Тут надо долго разбираться и поставить массу опытов.  Или Вы хотите свой вариант - сразу забить в терминологию?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Только что, radio.elektronik сказал:

ут надо долго разбираться и поставить массу опытов.

в вашем случае все знают как это по медицинским терминам.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Только что, TIMIK74 сказал:

в вашем случае все знают как это по медицинским терминам.

Вы не правы. По существу дела Вы ничего не говорите, а придираетесь к мелочам. На других форумах не так. Там можно обсудить и конструкцию, и приборы и возможности эксперимента.

Share this post


Link to post
Share on other sites

В тексте есть небольшая ошибка - в формуле (1,2) следует убрать минус у коэффициента k.

i-1367.jpg

Только что, TIMIK74 сказал:

в вашей ерунде обсуждать нечего.

Наверное, у Вас не стоит задача - регулировать индуктивность, посредством внешнего магнитного поля.

Регулятор линейности строк в строчной развёртке цветного телевизора: катушка на феррите в магнитном поле регулировочного постоянного магнита.
image.png.247cea2ff52e436c54c532edd3de1aaa.png

В схеме РЛС, для черно-белого телевизора, обозначен как "Линейность".

 

0589.png

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

  Коллеги, что Вы до человека прикалываетесь. Лучше пришлите ему болтов, разных и побольше.

Но катушка мне нравится, симпатичная такая.

Edited by Gennady_B

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 часа назад, Gennady_B сказал:

Коллеги, что Вы до человека прикалываетесь

Точно, вот что привязались к человеку? Не видите, что очередной пострадавший от ЕГЭ, почти МУ (магн. усилитель) прошлого века изобретает.  Имели место быть, но :( уступили место более прогрессивным технологиям.

Следующим этапом ждём эксперимента "как в домашних условиях создать бареттер и усилительную электронную лампу". :rolleyes:

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 часа назад, valentinovich сказал:

Следующим этапом ждём эксперимента "как в домашних условиях создать бареттер и усилительную электронную лампу".

Это круто.

2 часа назад, valentinovich сказал:

почти МУ (магн. усилитель) прошлого века изобретает. 

Это не магнитный усилитель. Сказано же : регулировка индуктивности.

2 часа назад, valentinovich сказал:

Не видите, что очередной пострадавший от ЕГЭ,

В СССР не было ЕГЭ.

5 часов назад, Gennady_B сказал:

Лучше пришлите ему болтов, разных и побольше.

Лучше ферритов.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 час назад, radio.elektronik сказал:

В СССР не было ЕГЭ.

Но это ничуть не умаляет ваших стремлений. :)

1 час назад, radio.elektronik сказал:

Это не магнитный усилитель. Сказано же : регулировка индуктивности.

Ну да, я же и говорю - вы его ещё не открыли.

Засим, если позволите, я буду следить за вашими успехами, но молча. Удачи.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Интересно, но автор не учитывает магнитное поле планеты , постоянно воздействующее на болт. Для полноты картины нужно провести измерения экранировав   индуктивность от любых  внешних магнитных полей.  Заодно взять контрольный образец индуктивности из немагнитных и неметаллических материалов, не подверженных  воздействию магнитных полей.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Restore formatting

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Loading...

  • Сообщения

    • Да действительно ужас, да ещё какой. Поборол и лень и изоленту 
    • Можно и без резисторов. Прикрыть картонкой с отверстиями меньшего диаметра. Кол-во и диаметр отверстий подобрать экспериментально.
    • Изготовил 30 см катушку. Сначала намотал 24 витка и получил космические цифры индуктивности и сопротивления. Стал сматывать и наблюдать, как меняются эти значения. Остановился на 19 витках. Именно при таком количестве у меня получились табличные значения. (из показаний сопротивления нужно вычесть 0.5 Ом на щупы) Всё собрал, подпаял свитые в косичку медные провода (две жилы) от питания компьютера, закрепил разъем и сделал новые замеры. Сопротивление стало на 0.2 Ом больше, и индуктивность подросла до 410. Ничего трогать не стал, а поехал на полевые испытания. С этой катушкой прибор стал настраиваться как-то мягче. Нет резких перепадов и "дёрганий" в его работе. R7 пришлось крутануть на пару оборотов вправо (поднять чувствительность). По сравнению с 50 см катушкой чувствительность заметно снизилась, но работать стало удобнее.  Теперь нет проблем с точным определением железяки в земле и лопата сразу втыкается куда нужно. По посадкам ходить одно удовольствие. В прошлый раз я туда с 50 см датчиком залезть не смог, а сегодня набрал около 40 кг за пару часов именно в том месте. Но, чувствительности с 30 см датчиком мне маловато  Привык к возможностям 50 см. Теперь думаю 40 см накрутить. Надеюсь получить что-то среднее между 50 и 30 см датчиками   Или всё же 40 см будет не так удобен в работе?  Скажите пожалуйста, может кто-то ставил такие эксперименты? велика ли разница в чувствительности между 35 и 40 см датчиками? Всё же хотелось бы иметь компактность и маневренность. А 40 см, это уже почти 50  
    • Качество звука от ПУ очень сильно зависит, в этом я убедился. Дуглас с ne5532 себя не оправдал. Тут ора134 свой окрас создает походу в добавок высокий ток покоя еще свою изюминку дает.  BD130/140 у меня от NXP к томуже магнитятся, играют четко
    • Большое спасибо что хоть кто то отозвался! Ну уже вроде потихоньку сам  разбираюсь.    А что мне помешает поставить 23ом на  FGP20N60UFD ?
    • @Slavka насос работает даже при 140В, просто нагрузка на обмотки скорее всего большая, может сгореть. Я имею ввиду перепад, допустим он работает от 140В(в сети), потом мы отключаем одновременно контроллером два твердотельных реле от сети и включаем другими твердотельными реле уже к стабилизатору где 220В. По два твердотельных реле(всего 4) потому как фазу и ноль можно перепутать если допустим перевернуть вилку. Твердотельные реле выбраны потому как минимальная задержка и не будет рывка(может можно заменить и обычными реле, если десятки миллисекунд не критичны). Вопрос, будет ли в таком включении пусковой ток критичен для стабилизатора?
    • Здравствуйте, сломалась паяльная станция lukey 702, не включается, произошёл скачОк напряжения дома, разобрал из видимого: сгорел предохранитель, выгорела первичная обмотка трансформатора. Подскажите где купить такой трансформатор и какая маркировка у предохранителя? спасибо за понимание с уважением Василий.
  • Similar Content

    • Guest Student02
      By Guest Student02
      Уважаемые форумчане, доброго времени суток. Только заступил на обучение в военный центр(получаю военную специальность на военной кафедре) на специальность оператора радиолокационной станции, диапазон волн - дециметровый. На той неделе выпал зуб - стоматолог сказал ставь титановый имплант. Но у нас же импульсы на любой станции генерит магнетрон. Суть вопроса: если я ставлю титановый имплант, в след раз когда залезу в работающую станцию(к концу обучения будут военные сборы) свч-волны от магнетрона наверняка его нагреют, да и вообще в сильном эл-маг поле его вырвет просто, я правильно понимаю, то есть лучше дырку оставить?)) И второй вопрос, бляха ремня военного тоже из металла - латунь, поч тогда с ней ребта работают и нормально?
    • By IvanGon
      Не спеша готовлюсь построить прибор на подобии РЛС. Задача минимум - радиодальномер.
      В качестве источника ВЧ на излучение планируется использовать магнетрон от микроволновки, разумеется, с повышенным питанием (порядка 15 КВ) через импульсный модулятор с неполным разрядом накопителя. Изучение магнетрона с этой точки зрения (включая эксперименты и замеры) показало, что, по всей видимости, ему должно хватить 0,5 нс на запуск, что годится для РЛС. Проблема в том, что частота у него очень не стабильна. Она скачет вокруг заявленных 2450 МГц на 60 МГц в обе стороны и может меняться из одной крайности в другую сотни раз в секунду. Побороть это не представляется возможным.
      Из вышесказанного следует, что для приема отраженной волны нужен приемник, имеющий высокую чувствительность, ширину полосы около 100 МГц, центральную частоту 2450 МГц и работающий как детекторный. По сути на его выходе должно быть напряжение пропорциональное уровню ВЧ в обозначенной полосе. Инертность (скорость изменение напряжения на выходе) приемника должна быть минимальной.
      Я не чувствую в себе сил создать такой приемник.
      Пожалуйста, подскажите, может, похожий приемник есть в составе каких-то не дорогих заводских приборов, или его можно купить где-то как модуль. А может, мне стоит попробовать его собрать самостоятельно. Буду рад любым советам на эту тему.
    • Guest Adler
      By Guest Adler
      Есть схема усилителя звука, стоит вопрос, в каких точно местах схемы может повлиять на работу паразитная индуктивность от плохого проводника. И какие помехи возникают от плохой земли? Конкретно в каком месте.

    • By Алексей Фейков
      Добрый день, нужна помощь с моделированием работы СШП радиолокатора, измеряющего толщину снега при посадке вертолёта. Нужно по крайней мере показать распространение моноимпульса через воздух-снег-лёд под разными углами и здорово было бы еще получить какие-то красивые картинки в разрезе, характеристики антенны излучателя имеются. Пишите, пожалуйста, здесь или на почту alexpodcast@yandex.ru 
       
    • By kasn830
      Помогите что за деталь?не могу нигде найти информацию

      Если кто знает скажите параметры данной детали
×
×
  • Create New...