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
23.05.2020 в 03:56, radio.elektronik сказал:

если полюс болта

toni-stark_31155440_orig_.jpeg

Share this post


Link to post
Share on other sites

Импульсный источник питания - расчет за 10 минут в eDesignSuite

Как ориентироваться в огромном количестве существующих вариантов, чтобы выбрать наиболее подходящий для конкретного случая. «Ручной» перебор всех вариантов может оказаться весьма трудоемким процессом, а полученный результат – далеко не оптимальным. Специализированное программное обеспечение, позволяет уменьшить количество рутинных операций при проектировании.

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
                     

Как упростить выбор ИП для промышленного применения?

Компания Mean Well выпускает широкий перечень встраиваемых источников питания с креплением на шасси, имеющих, на первый взгляд, схожие характеристики. Статья расскажет о ключевых особенностях выпускаемых семейств и упростит выбор источника питания для промышленного применения.

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
                     

Преимущества новых высоковольтных SOI-драйверов Infineon

При производстве драйверов силовых транзисторов компания Infineon использует различные технологии: JI, SOI, CT. Драйверы, выполненные с применением технологии SOI, имеют целый ряд преимуществ по сравнению с классическими JI-драйверами. В статье рассматриваются эти преимущества на примере новых семейств драйверов 650 В 2ED210x и 2ED218x.

Подробнее

Posted (edited)
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
Posted (edited)
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
Posted (edited)

  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

    • Предложите сабж 100 штук в Украине.
    • Конкретно такому не научит никто, да и нет такой обособленной науки. Формирование подобной методики - результат сугубо индивидуальных достижений каждого берущегося за ремонт. Основа - хорошая теоретическая подготовка, глубокое понимание физических основ и принципов функционирования узлов РЭА (фундаментальное базовое образование и полный Интернет литературы тому в помощь). Далее следует продолжительный и кропотливый труд, в результате которого приобретаются необходимые практические навыки и бесценный опыт как результат осмысления и обобщения многократно (и не всегда успешно) проделанной работы. Корректируя допущенные ошибки, вновь и вновь повторяете процесс до момента достижения своеобразного автоматизма в выполнении всего комплекса операций – и мыслительных, и физических. После этого невольно сформировавшаяся в сознании методика уже не будет вызывать у Вас удивления факту своего наличия. Не существует простых путей для достижения существенных целей, а в профессиональной электронике описанный выше путь - единственно возможный, его в той или иной мере прошел каждый, кто сумел добиться сколь-нибудь значимых успехов на этом поприще.
    • А вот и дружище @Diodoff Наш юмор слегка оживил Слона в неглиже он захохмил Вот только стихи позабыл
    • Меняйте самые большие электролитические конденсаторы, которые увидите. Меняйте на такие же (маркировка может отличаться от картинки), но ОБЯЗАТЕЛЬНО СОБЛЮДАЙТЕ ПОЛЯРНОСТЬ!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Иначе взорвутся. На фотке отмечу нужные участки
    • Вот собрал макет на шасси от разобранного усилителя.   
    • При демонтаже компонентов я обычно зажимаю плату в тисках в вертикальном положении, так, что доступ к деталям у меня с левой стороны, а пайка- с правой. Так что "экономить пальцы"- нет необходимости... Впрочем- кому как удобнее. Внимание хотел заострить на применении именно  булавок- тонких и прочных, но поскольку длина их не позволяет согнуть в кольцо,- применил такой способ крепления в "держкалке".
  • Similar Content

    • 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
    • By Falco Femoralis
      Имеется схема:

      С1=С2=С4=3.18 mФ
      C3=6.36 mФ
      L1=1.59 mH
      L2=3.18 mH
      E1=E2=5 В
      R1=1 Ом
      По методу контурных токов получил систему уравнений:

      Затем подставил значения и получил матрицу: 

      После чего было полученно решение для фактических токов I11,I22,I33
      I11 = 5.04-5.08j
      I22 = -10.056+0.04j
      I33 = 5.07-15.13j

      Затем расчитал модули комплексного числа:
      I11 = 7.16
      I22 = 10.05
      I33 = 15.96

      Затем нашел сами токи:
      I1=I11+I33 = 23.12 * 0.707 = 16.34
      I2=I11 = 7.16 * 0.707 = 5.06
      I3=I11+I22 = 17.21 * 0.707 = 12.16
      I4=I11+I22+I33 = 33.7 * 0.707 = 23.8
      I5=I33 = 15.96 * 0.707 = 11.28
      I6=I22 = 10.05 * 0.707 = 7.10

      Но как видим,расчетные значения не сходятся с практическими. Где моя может быть моя ошибка?
    • Guest Александр
      By Guest Александр
      Добрый день!  Ищу инженера , конструктора-электронщика, для выполнения проекта ,по созданию или усовершенствованию  левитационно-демонстрационной модели ,которая основана на принципе работы электромагнитный полей  и стабилизации обьекта в воздухе.
      Нужно увеличить левитационное расстояние(до 6-10см) и массу левитирующего предмета(до 1-1,5кг)
      Мой контакт – 89533440718, Александр, 3211633@gmail.com  Стоимость договорная, в зависимости от вариантов исполнения и сроков. Так же рассмотрю другие возможные решения для моего проекта . Если у вас уже есть созданные интересные идеи изобретений , то    -есть возможность помочь Вам участвовать в выставке Изобретений(продвижение, рейтинг, премия-контракт).
      Примеры  и принципы которые можно взять за основу -приведены в ссылках
       
       
      Примеры https://ru.aliexpress.com/item/BlacHigh-tech-DIY/33005115402.html?spm=a2g0v.search0302.3.208.35a240bcWFlYMN&ws_ab_test=searchweb0_0%2Csearchweb201602_0_10910_453_10911_454_10914_10915_10618_536_317_537_319_10059_10696_10084_10083_10887_10307_321_10889_322_10065_10068_10301_10103_10884%2Csearchweb201603_0%2CppcSwitch_0&algo_pvid=f4fe3942-fa0f-477e-a657-5f4ba58bdca4&algo_expid=f4fe3942-fa0f-477e-a657-5f4ba58bdca4-25
      https://arduinoplus.ru/arduino-levitaciya/#_3
    • By trank
      Я подумываю насчёт реализации для тестово-экспериментальных целей простого колебательного LC-контура наподобие генератора Клаппа:
      Генератор Клаппа — Википедия
      Clapp Oscillator
      По некоторым причинам, мне хотелось бы реализовать его в НЧ варианте (5-10кГц) и с использованием конденсатора малой ёмкости (около 1nF).
      Соответственно, для этого требуется очень большая индуктивность - около 500-1000mH. В принципе, возможны разные решения:
      1) Можно намотать катушку с воздушным сердечником, но она получится очень большой и тяжёлой (около 5000 витков).
      2) Можно намотать катушку на тороидальном феррите с большой магнитной проницаемостью (6000). Тогда, по расчётам, может хватить и 300 витков. Но тоже габаритная и тяжёлая катушка.
      3) Можно купить готовую очень компактную катушку намотанную микропроводом. Например, есть такой подходящий красивый вариант, Knowles 5100-253444 - 900mH, 3.7kOhm :
      https://www.knowles.com/docs/default-source/model-downloads/5100-253444.pdf
      https://ru.mouser.com/ProductDetail/Knowles/5100-253444?qs=sGAEpiMZZMsg%252By3WlYCkUxSpfT3FB4G4GFT3Dxqzr5Y%3D
      Ещё есть такой вариант, Bourns 70F501AF-RC - 500mH, 736 Ohm :
      Bourns 70F501AF-RC - 500mH, 736 Ohm
      В резерве ещё пара вариантов, хотя там уже намного меньшие значения индлуктивности:
      Coilcraft PCH-45X-107_LT - 100mH
      Coilcraft CMT4-125-1L - 125mH
      Кто-нибудь может подсказать можно ли использовать для такой постановки задачи второй и третий варианты решения? Какие могут быть проблемы?
      Есть сомнения насчёт того будет ли достаточна добротность таких катушек для генерации колебаний хотя бы в тестовой НЧ схеме (с низким КПД).
      И ещё подозреваю, что может очень помешать сильное магнитное поле от катушки. К сожалению, не могу оценить насколько это проблематично.
      Мне очень хотелось бы использовать третий, наиболее компактный вариант.
×
×
  • Create New...