Изменение индуктивности катушки, чужим магнитным полем . Эксперимент.

[radio.elektronik]

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.

 

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

 

 

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:

 

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.

 

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

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:

Получим график Ln(I) на рисунке 5.

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

Уравнение прямой имеет вид:

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:

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.

 

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
 

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

Сразу представим результаты опыта, уравнение прямой и полученную индуктивность:

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.

 

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

Сразу представим результаты опыта, уравнение прямой и полученную индуктивность:

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.

Рис. 13.

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.

 

[Реклама]

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

[TIMIK74]

23.05.2020 в 03:56, radio.elektronik сказал:

если полюс болта

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Gennady_B]

  Шнобелевку в студию!

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

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

[ARV]

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

[KomSoft]

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?

[radio.elektronik]

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:

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:

 

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

 

 

Изменено 24 мая, 2020 пользователем radio.elektronik

[TIMIK74]

@radio.elektronik  где в данном госте написано про "полюс болта"?*

http://docs.cntd.ru/document/1200004297

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

Изменено 24 мая, 2020 пользователем TIMIK74

[radio.elektronik]

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...

[TIMIK74]

@radio.elektronik

Только что, radio.elektronik сказал:

У болта образуются

у болта НИЧЕГО не образуется!

полюса есть у магнита! 

[radio.elektronik]

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

Изменено 24 мая, 2020 пользователем radio.elektronik

[TIMIK74]

@radio.elektronik ..ля - у электромагнита! ни каких !полюсов у болта!

Изменено 24 мая, 2020 пользователем TIMIK74

[radio.elektronik]

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?

[TIMIK74]

@radio.elektronik  

[radio.elektronik]

Только что, TIMIK74 сказал:

@radio.elektronik  

Что-то Вы не с той ноги встали. Или съели что-нибудь...

[TIMIK74]

Только что, radio.elektronik сказал:

ут надо долго разбираться и поставить массу опытов.

в вашем случае все знают как это по медицинским терминам.

[radio.elektronik]

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.

[TIMIK74]

@radio.elektronik в вашей ерунде обсуждать нечего.

[radio.elektronik]

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

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.

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

 

 

[Gennady_B]

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

Но катушка мне нравится, симпатичная такая.

Изменено 24 мая, 2020 пользователем Gennady_B

[valentinovich]

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".

[radio.elektronik]

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.

[valentinovich]

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.

[E_C_C]

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.

[Sem_UYR]

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.

 

Изменено 17 апреля, 2023 пользователем Sem_UYR
не дописал

[IMXO]

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.