Jump to content

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.

 

Link to comment
Share on other sites

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

Новый аккумулятор EVE серии PLM для GSM-трекеров, работающих в жёстких условиях (до -40°С)

Компания EVE выпустила новый аккумулятор серии PLM, сочетающий в себе высокую безопасность, длительный срок службы, широкий температурный диапазон и высокую токоотдачу даже при отрицательной температуре. 

Эти аккумуляторы поддерживают заряд при температуре от -40/-20°С (сниженным значением тока), безопасны (не воспламеняются и не взрываются) при механическом повреждении (протыкание и сдавливание), устойчивы к вибрации. Они могут применяться как для автотранспорта (трекеры, маячки, сигнализация), так и для промышленных устройств мониторинга, IoT-устройств. Подробнее параметры и результаты тестов новой серии PLM по ссылке.

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

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...

Link to comment
Share on other sites

Как измерить внутреннее сопротивление литиевого аккумулятора. Измеряем правильно

Внутреннее сопротивление – один из наиболее значимых параметров, от которого напрямую зависят другие характеристики литиевого аккумулятора. От этого параметра зависят такие характеристики источника питания, как напряжение на выходе под нагрузкой, максимальный выходной ток и коэффициент полезного действия (КПД). Рассмотрим как измерить действительное значение внутреннего сопротивления АКБ, используя определенные методики. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

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!

Link to comment
Share on other sites

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
Link to comment
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...

Link to comment
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
Link to comment
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?

Link to comment
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.

Link to comment
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.

Link to comment
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

 

Link to comment
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
Link to comment
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:

Link to comment
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.

Link to comment
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.

Link to comment
Share on other sites

  • 2 weeks later...

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.

Link to comment
Share on other sites

  • 2 years later...

Хороший эксперимент. Пишу диплом, в котором рассматриваю способы изменения индуктивности цепи. Собираюсь провести опыт подобный вашему, только вместо магнита использовать еще одну катушку, а вторую катушку подключить последовательно к ДПТ, при чем на вал двигателя повесить переменную нагрузку близкую к синусоидальной. Первую катушку подключить к источнику постоянного напряжения. Так же подключить амперметр и фазометр. Суть эксперимента узнать влияние постоянного магнитного поля первичной катушки на  реактивную составляющую якорной цепи (к которой последовательно подключена вторичная катушка). Если фазометр будет меня свои значения значит воздействие на реактивную составляющую возможно с помощью постоянного магнита.
P.S.
Обращение к автору. Спасибо большое за Ваш эксперимент, он достаточно информативный для людей понимающих, что Вы делали в нем. Я почитал комментарии про Ваш эксперимент, я был в ужасе, как люди высокомерно относятся к чужому труду, и не обучены грамотно и конструктивно  учувствовать в диалоге. Делайте и дальше подобные эксперимент, и помните наука любит людей рукастых, а не "гавкающих", поэтому Вы деятель науки.

 

Edited by Sem_UYR
не дописал
Link to comment
Share on other sites

4 часа назад, Sem_UYR сказал:

и помните наука любит людей рукастых, а не "гавкающих", поэтому Вы деятель науки.

Вам бы с КЕШЕЙ скооперироваться, супер рукастый деятель науки. 
Он обычно в соседних темах обетается, когда глав.врач тырнет разрешает.
Вам его идей не на один диплом и эксперимент хватит.

Link to comment
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
Unfortunately, your content contains terms that we do not allow. Please edit your content to remove the highlighted words below.
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...
 Share

  • Recently Browsing   0 members

    • No registered users viewing this page.
×
×
  • Create New...